فنون تراشکاری
سلام خوبید
+ نوشته شده در  91/10/09ساعت 3:27 بعد از ظهر  توسط علی منافی  | 


آموزش اندازه گیری طول قطعات باکولیس


در این پست از سکه برای شما آموزش اندازه گیری طول قطعات با کولیس را قرار میدهیم

کولیس در کارگاه های ساخت و تولید یافت میشود.هنرجوهای هنرستان و مهندسین ساخت و تولید حتما با این وسیله اندازه گیری آشنایی دارند

کولیس یک وسیله اندازه گیری طول می باشد که دقت اندازه گیری آن از خط کش معمولی بیشتر است. میزان دقت کولیس به چگونگی درجه بندی ورنیه آن بستگی دارد. تمامی کولیس ها از یک خط کش ثابت معمولی (که بر حسب سانتی متر و میلی متر درجه بندی شده) و یک قسمت متحرک به نام ورنیه تشکیل می شود.

اندازه گیری طول توسط کولیس

کولیس ها می توانند طول را به ۳ روش اندازه گیری نمایند که هر یک از این روش ها کار برد خاصی دارند و در زیر آن ها را توضیح می دهیم:

۱- اندازه گیری به وسیله دهانه بزرگ کولیس:

دهانه بزرگ کولیس را در شکل زیر مشاهده می کنید:

اندازه گیری طول توسط کولیس

از دهانه بزرگ کولیس جهت اندازه گیری ضخامت و قطر خارجی اجسام استفاده می شود.

اندازه گیری طول توسط کولیس

 

 

دهانه کوچک کولیس را در شکل زیر مشاهده می کنید:

اندازه گیری طول توسط کولیس

از دهانه کوچک کولیس برای اندازه گیری دهانه داخلی حفره ها، قطر داخلی لوله ها، عرض شیار ها و…  به کار می رود.

اندازه گیری طول توسط کولیس
    اندازه گیری طول توسط کولیس

 

3- اندازه گیری به وسیله عمق سنج کولیس:

 

عمق سنج کولیس را در شکل زیر مشاهده می نمایید:

 

اندازه گیری طول توسط کولیس

از عمق سنج جهت اندازه گیری عمق حفره ها و سوراخ ها استفاده می شود.

اندازه گیری طول توسط کولیس    اندازه گیری طول توسط کولیس

با حرکت دادن ورنیه، دهانه بزرگ، دهانه کوچک و عمق سنج به یک میزان جابه جا می شوند.

کولیس ها معمولاً دارای پیچ یا شاسی ای می باشند که دهانه کولیس را ثابت نگه می دارد. این شاسی برای مواردی که امکان تکان خوردن ورنیه و ایجاد خطا در اندازه گیری وجود دارد، استفاده می شود.

اندازه گیری طول توسط کولیس

نحوه خواندن طول اندازه گیری شده توسط کولیس به صورت مفصل در مطلب ورنیه توضیح داده شده است.

 


+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:47 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


سیستم های اندازه گیری سه بعدی CMM

کلمه CMM مخفف عبارت Coordinate Measuring Machine‌ می باشد. یعنی سیستم های اندازه گیری سه بعدی مختصات. با استفاده از این دستگاه ها امکان اندازه برداری از روی سطوح قطعات پیچیده با دقت بسیار بالا امکان پذیر است. از آنجایی که در سیستم‌های مختصات، هر نقطه مشخص فقط یک مختصات دارد و هر مختصات مشخص فقط مربوط به یک نقطه می‌باشد، می‌توان از این هویت مشخص برای هر نقطه، استفاده کرد و با دقت بالا، به آن دسترسی پیدا کرد. کاری که دستگاه CMM انجام می‌دهد همین‌گونه است. این دستگاه امکان حرکت در راستای سه محور مختصات که این محورها، تشکیل‌دهنده محورهای مختصات دکارتی هستند را دارد. در این دستگاه سه موتور الکتریکی برای حرکت دادن سر دستگاه در راستای سه محور مختصات و همچنین وسیله‌ای خاص در سر دستگاه برای اینکه هنگام تماس آن با سطح قطعه کار سیگنالی برای موتورها فرستاده و آنها را از حرکت باز دارد و سیگنالی برای خط ‌کش نوری فرستاده و توسط آنها مختصات نقطه تماس را بدست آورد وجود دارد. از مهمترین کاربردهای دستگاههای CMM می توان به دو مورد زیر اشاره کرد: ۱٫ اندازه برداری از نقاط برای دست یافتن به هندسه سطح و شکل ظاهری آن. ۲٫ اندازه برداری از سطح برای اطلاع از زبری سطح. از لحاظ ابعاد کاری نیز می‌توان آنها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: ۱٫ نوع قابل حمل (portable) 2. نوع دروازه‌ای (contray type) 3. نوع بازویی (contileure type) 4. نوع پل مانند (Bridge type) و همچنین در مورد جایگاه CMM در سیستم‌های تولیدی می‌توان به سه مورد زیر اشاره کرد: ۱٫ در مرحله کنترل کیفیت و تست ابعادی قطعه تولید شده. ۲٫ در مهندسی معکوس و برای نقطه برداری از قطعه مرجع و استفاده از ابر نقاط بدست آمده در سیستم‌های cad/com. 3. استفاده از اطلاعات خروجی ماشینهایCMM به عنوان شاخصهای تصمیم‌گیری مدیریت طراحی، ساخت و کنترل کیفیت. این خلاصه‌ای بود از چگونگی کارکرد دستگاه CMM و انواع کاربردهای آن در صنعت.


CMM

 

 

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:46 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


اشنایی با پنو ماتیک (نیوماتیک)

پنیوماتیک یکی از انواع انرژی هایی است که در حال حاضر از آن استفاده وافر در انواع صنایع می شود و می توان گفت امروزه کمترکارخانجات یا مراکز صنعتی را می توان دید که از پنیوماتیک استفاده نکند و در قرن حاضر یکی از انواع انرژی های اثبات شده ای است که بشر با اتکا به آن راه صنعت را می پیماید.

پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است که در مورد حرکات و وقایع هوا صحبت می کند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر می کنند.

خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:

عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.

هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد.

هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود .

افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.

هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.

قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.

هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود .

سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود ۱ الی ۲ متر در ثانیه است و در موارد خاصی به ۳ متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهده دار شود.

عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است .

عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد  نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد .

تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است:

چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات می شود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود .

هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی می باشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر ۷ بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین ۲۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ نیوتن می باشد .

به طور خلاصه می توان گفت که جهت قدرت های فوق العاده زیاد مقرون به صرفه تر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود .

هوای مصرف شده در سیستم پنیوماتیک در هنگام تخلیه از سیستم دارای صدای زیادی است که این مسئله نیاز به کاربرد صدا خفه کن را الزامی می کند.

به علت تراکم پذیری هوا به خصوص در سیلندر های پنیوماتیکی که زیر بار قرار دارند امکان ایجاد سرعت ثابت و یکنواخت وجود ندارد که این مسئله از معایب پنیوماتیک به شمار می رود اما قابل ذکر است که اخیرا ً یک نوع سیلندر که بجای شفت سیلندر از نوار لاستیکی استفاده می کند ساخته شده است که این عیب را بر طرف می کنند .


به طور کلی در مقایسه مزایا و معایب پنیوماتیک می توان گفت با توجه به مزایای بسیار نسبت به معایب کمتر می توان از پنیوماتیک بعنوان یک انرژی شایسته در صنایع استفاده کرد به خصوص با توجه به مزیت تمیزی سیستم تعمیر و نگه داری راحت تر ، نداشتن خطر جانی جهت پرسنل عملیاتی و تعمیراتی در سیستم که در سیستم های دیگر نظیر الکتریک و هیدرولیک وجود ندارد ضمنا ٌ این سیستم بی همتاست و گاهی فقط از این سیستم در جهت عملیات تولیدی باید استفاده شود نظیر : صنایع غذایی ، دارویی ، جنگ افزار که حتما ً عملیات تولیدی توسط سیستم پنیوماتیک انجام می پذیرد.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:46 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک

 

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال  به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم میشود .

از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکه کاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و…).

حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

۱٫طراحی ساده      ۲٫قابلیت افزایش نیرو        ۳٫ سادگی و دقت کنترل

۴٫ انعطاف پذیری      ۵٫ راندمان بالا                ۶٫اطمینان

در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و… استفاده میکنند.

در این سیستمها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و …) کنترل نمود.

استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ،  سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطاف پذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر به چشم می خورد خبری نیست.  سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد.

 اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستمها خواهیم پرداخت.

 

برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا  تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط  پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند .

بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود.

اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است.

 

قانون پاسکال:

۱٫    فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال)

۲٫    در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است.

۳٫    فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.

همانطور که در شکل ۱ می بینید یک نیروی ورودی  نیوتنی میتواند نیروی مورد نیاز چهار سیلندر دیگر را تامین کند.

 

 شکل (۱)مقدمه‌ای بر هیدرولیک و نیوماتیک

یا در شکل ۲  داریم :

 

 

 

 شکل (۲)         مقدمه‌ای بر هیدرولیک و نیوماتیک

 

کار سیستمهای نیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند . در سیستمهای نیوماتیک برای دست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل از هدایت به خطوط انتقال قدرت باید  خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده و پدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پر فشار استفاده کرد.

 

اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستمهای هیدرولیکی و نیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم.

 

 

 

اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی:

 

1- مخزن : جهت نگهداری سیال

 

2- پمپ :   جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور یا ۳- موتور های احتراق داخلی به کار انداخته می شوند.

 

4- شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکت سیال

 

5- عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولد کار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکت دورانی).

 

شکل ۳ یک سیستم هیدرولیکی را نشان میدهد.

 

 

نمایی از یک سیستم هیدرولیکی

 

شکل(۳)

 

 

اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی:

 

1- کمپرسور

 

2- خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار

 

3- مخزن ذخیره هوای تحت فشار

 

4- شیرهای کنترل

 

5- عملگرها

 

شکل ۴ یک سیستم نیوماتیکی را نشان میدهد.

 

 

نمایی از یک سیستم نیوماتیکی

 

 شکل (۴)

 

 

   یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک:

 

 

 

1- در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک از سیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند.

 

2- در سیستمهای هیدرولیک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولی در نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از  بین برد ولی در هر دو  سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد

 

3- فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد ، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.

 

4- در سرعت های پایین دقت محرک های نیوماتیکی  بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است .

 

5- در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی باشد.

 

6- سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستمهای هیدرولیکی برخوردارند.

 

 

 


+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:46 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


گریس و ساختار آن

نامگذاری:

گریس را با پایه صابونی آن می شناسند. عمده ترین صابون های سازنده گریس شامل صابون کلسیم(در گریس های کاپ وشاسی)، سدیم (در گریس های R.B.B ، فایبر یا با نام تجاری والوالین) ، صابون لیتیم (در گریس های مالتی پرپوز و ماهان) ، غیر آلی (در گریس نسوز یا بنتون) و سایر صابون ها مانند آلومینیوم.

    ساخت صابون:

این ماده خود نیز از پخت چربی ها (اسید های چرب) و مواد قلیایی به دست می آید. صابون در بسیاری از گریس ها بایستی از قبل تهیه شود. برای این منظور مواد اولیه به درون دستگاه پخت صابون بنام اتوکلاو، تزریق شده و تحت فشار قرار می گیرد. سپس این دستگاه به طور کامل بسته شده و مانند دیگ های زودپز تحت فشار قرار می گیرد. این دستگاه دارای جداره ای گرمکن از نوع روغن داغ بوده و دمای پخت آن در حدود۳۰۰ درجه سانتی گراد است. اتوکلاو هم چنین برای اختلاط کامل، دارای همزنی است که در زمان پخت برای یکنواختی کامل مواد از آن استفاده می شود. بدین ترتیب ساخت صابون با انجام آزمایش ها و نمونه برداری تا به دست آوردن نتیجه کامل ادامه می یابد.

ساخت گریس :

پس از پایان ساخت صابون، مواد به داخل دستگاه پخت گریس بنام «کتل» انتقال یافته و سپس روغن به آن افزوده می شود. این دستگاه مشابه اتوکلاو عمل می کند با این تفاوت که تحت فشار قرار نمی گیرد. در زمان پخت، صابون در داخل روغن به صورت کریستال های ریز درآمده و مخلوطی به حالت ژلاتینی به وجود می آورد. رشد کریستال ها در روغن از عمده و حساس ترین مراحل پخت گریس است. اگر از مواد اولیه به ویژه روغن پایه نامرغوب استفاده شود، ساختار کریستال های به وجود آمده ضعیف شده و در زمان کارکرد در شرایط عادی و یا سخت، صابون از روغن جدا و گریس خاصیت روانکاری را از دست خواهد داد.

کریستال ها:

نوع و اندازه کریستال ها عمده ترین عامل ساختار گریس است. به طور کلی آنها به سه گروه الیاف بلند، متوسط و کوتاه طبقه بندی می شوند. ضخامت این رشته ها از ۱۰۰ تا ۰۱۲/۰ میکرون متفاوت است. هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بیشتر باشد گریس از قوام بهتری برخوردار خواهد بود.

    گرید: گریس از نظر طبقه بندی به۹ گروه تقسیم شده است.

 گریس از نظر طبقه بندی به۹ گروه تقسیم شده است. در هر طبقه حدفاصل کوچک ترین تا بزرگترین مقدار، ۳۰ و بین هر گروه۱۵ واحد فاصله وجود دارد . حداقل این مقدار،۸۵ و حداکثر آن۴۷۵ است. برای تعیین گرید گریس آن را به دمای۲۵ درجه سانتی گراد می رسانند. سپس دستگاه نفوذ پذیری را که دارای مخروط استانداردی است، از ارتفاع معین با استفاده از نیروی طبیعی ثقل بر روی سطح گریس گرم شده می اندازند.

    آنگاه مقدار نفوذ این مخروط را در داخل گریس اندازه گیری کرده و آن را به عنوان شاخص در نظر می گیرند. اعداد جدول زیر میزان نفوذ مخروط در داخل گریس را به دهم میلیمتر نشان می دهد .

    هر قدر نفوذ این مخروط در داخل گریس بیشتر باشد نشانگر نرمی بیشتر گریس و اعداد کوچکتر نشان دهنده ساختار سفت گریس است.

 به طور مثال گرید ۶ (حد۱۱۵-۸۵) جامد و به صورت بلوک و گرید سه صفر(حد۴۷۵-۴۴۵) به شکل مایع و روان است. این آزمایش طبق استاندارد (ASTM D217) در دو مرحله و به منظور مشخص کردن قوام گریس انجام می گیرد. در مرحله اول گریس به صورت «کارنکرد» (بدون هیچ گونه کار فیزیکی) و در مرحله دوم به صورت «کارکرد» (با انجام کار فیزیکی) با روش اشاره شده آزمایش می شود. در مرحله دوم گریس را وارد دستگاهی می کنند که صفحه مشبک استانداردی در داخل آن ارتفاعی معین در حدود ۶۰ بار به صورت رفت و برگشت حرکت می کند. چون محفظه گریس بسته است درنتیجه صفحه مشبک از درون حفره های داخل صفحه عبور می کند و این عامل، باعث گسستگی رشته های صابونی (کریستال ها) خواهد شد. عدد حاصل از این آزمایش را عدد کارکرد می نامند و مبنای استاندارد تعیین گرید گریس است. گریس های خوب برگشت پذیرند یعنی رشته های گسسته شده دوباره ترمیم می شوند.  این خاصیت گریس را خاصیت برگشت پذیری می نامند. این خاصیت در عامه گریس ها وجود ندارد و به طور معمول این نوع گریس ها پس از کارکرد به علت گسستگی کریستال ها، نرمتر می شوند.

رنگ: رنگ گریس وابسته به روغن پایه و صابونی است که با آن ساخته شده باشد. این ویژگی نقشی در مرغوبیت گریس ندارد. ممکن است برخی تصور کنند که رنگ روشن تر نشانه مرغوبیت گریس است، این مساله از نظر علمی صحیح نیست.

 پرکننده ها: این مواد برای کاربردهای خاصی به صورت جامد و یا مایع به گریس اضافه می شوند. به طور مثال ادتیوهای افزایش دهنده تحمل فشار (EP) ، از جمله رایج ترین آنها هستند.

    نقطه قطره ای شدن: در این درجه دما گریس از حالت جامد تبدیل به مایع شده و با بالا رفتن درجه حرارت کاملاً روان می شود.

 عمر سرویس و طول عمر گریس و فواصل زمانی تعویض آن از مهم ترین سئوالات مصرف کنندگان است. به طور معمول بیشتر شرکت های سازنده دستگاه ها، دستور العمل های گریس کاری و نوع آن را تعیین می کنند. در صورت عدم دسترسی به اطلاعات در این مورد مراجعه به کاتالوگ های سازندگان گریس برای انتخاب نوع گریس مناسب بهترین روش است.

لازم به تذکر است که به علت چسبندگی گریس، بیشتر ذرات آلاینده که در گریس باقی می ماند که در صورت عدم تعویض به موقع، باعث سائیدگی و خورندگی بیشتر آن قطعه خواهد شد .

گریس همانند روغن می بایست در فواصل معین تعویض شده و فاصله زمانی این تعویض بستگی به نوع کاربرد آن دارد و این عمل باعث روانکاری بهتر، طول عمر و تضمین سلامت کارکرد دستگاه ها خواهد شد.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:45 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 

Category Archives: فلـــزات غیــر آهنــی فلزات غیر آهنی سنگین Posted on 2012/07/29 by مدیر سایت Reply
فلزات غیر آهنی سنگین و آلیاژهای آنها     ۵- فلزات غیر آهنی امروزه در صنایع مختلف فلزی،با وجود فلزات آهنی ، استفاده از فلزات غیرآهنی نیز اجتناب ناپذیر است. فلزات غیرآهنی را می توان به دو گروه اصلی فلزات سنگین و فلزات سبک تقسیم نمود. بقیه متن در ادامه مطلب… فلزات غیرآهنی سنگین و آلیاژهای آنها  فلزاتی که جرم مخصوص آنها بیشتراز ۵ کیلوگرم بر دسی متر مکعب  باشد فلزات سنگین نامیده می شوند. مهمترین فلزات سنگین عبارتند از: مس، روی، قلع، سرب، نیکل، کرم،ولفرام،مولیبدن، کبالت، منگنز،آنتیموان،کادمیم، بیسموت، جیوه و فلزات قیمتی مانند نقره ، طلا و پلاتین. در اکثر موارد به وسیله آلیاژکردن ، سختی و استحکام مواد افزایش یافته و در مواقع براده برداری براده های کوتاهتری به دست می دهند. همچنین می توان رنگ فلزات را به وسیله آلیاژکردن تغییر داد، اما دوام خوردگی فلزات غیرآهنی در اثر آلیاژکردن، اغلب تقلیل می یابد. هرچه درجه خلوص فلزی بیشتر باشد به همان نسبت نقطه ذوب و قابلیت هدایت الکتریکی آن افزایش می یابد. جرم مخصوص                                                                       ۹٫۸ نفطه ذوب ۱۰۸۳ درجه سانتیگراداستحکام کششی                    ۳۶۰ تا ۲۰۰ و در مفتول های سرد کشیده شده نازک تا                                      ۶۰۰  مس (cu) : مس خالص فلزی است نرم، سمج با قابلیت انبساط زیاد. مقطع شکسته آن به رنگ قرمز و رگه دار بوده و مانند ابریشم براق الکتریکی و حرارتی آن خوب و در مقابل خوردگی و حرارت مقاوم است. مس در مجاورت هوای مرطوب با اسید کربنیک موجود در هوا ترکیب می شود و در روی آن قشر نازکی به رنگ سبز به نام زنگار (کربنات مس) تشکیل می گردد و همین قشر نازک است که بقیه فلز را در مقابل تاثیر عوامل جوی محافظت می کند. مس در مقابل اکثر اسیدها حساس است و مخصوصا از تاثیر سرکه (اسد استیک) بر روی آن قشر سبز رنگی (استات مس) به وجود می آید که فوق العاده سمی است: به همین دلیل ظروف موادغذایی را با قشر نازکی از قلع اندود می کنند و مورد استفاده قرار می دهند. منابع عظیم مس سرچشمه با ۸۵۰ میلیون تن سنگ معدن ، ایران را به عنوان یکی از مهمترین تولدکنندگان جهانی مس معرفی کرده است. موارد استفاده: از مس برای تهیه انواع سیم، شمش، لحیم کاری، کویل های حرارتیو برودتی، پوشش بام ها، قطعات تزئینی و آلیاژهای مس (برنج و برنز و مفرغ) استفاده می شود. سنگ های معدنی مس: مس در طبیعت بندرت به صورت خالص وجود دارد و معمولا به صورت سنگ های اکسیده (مس و اکسیژن) در سطح زمین و سنگ های سولفوره (مس، آهن و گوگرد) در عمق بیشتری از قشر زمین قرار گرفته است. قسمت اعظم سنگ های سولفوره تشکیل می دهند. سنگ های مس ممکن است عناصر فلزی یا غیر فلزی دیگری نیز به همراه داشته باشند. سنگ های مس معمولا ۱تا ۴ درصد مس خالص دارند ولی امروزه عیار پذیرفتنی استخراج مس معادن روباز ۴% درصد و معادن زیر زمینی ۷% درصد مس است. در بسیاری از نقاط کشور ایران مس وجود دارد. امروزه با توجه به حفاری های جدید، تنها میزان کل معدن سرچشمه به ۱۲۲۳ میلیون تن سنگ مس با عیار ۶۹% درصد تخمین زده می شود که طی ۲۰ سال آینده به ۳۶۶ میلیون تن با عیار ۲/۱ درصد رسید.                     در جدول ۱-۵ نمونه هایی از سنگ معدنی مس و عیار آن ها مشاهده می کنید. جدول ۱-۵- سنگهای معدنی مس       نوع ترکیب سنگ معدنی نوع سنگ مس علامت شیمیایی درصد مس سولفور مس سنگ مس قرمز Cu O 88   سنگ مس درخشان Cu S 80   سنگ مس رنگین Cu feS 58   سنگ مس شنی CufeS 35   تهیه مس : استفاده مستقیم از سنگهای معدنی مس به دلیل کم عیار بودن آنها ، مقرون به صرفه نیست و لازم است ابتدا آنها را تغلیظ و پرعیار کرد. برای این منظور ، از روش هایی مانند خورد کردن با سنگ شکن، آسیاب کردن ساچمه ای، شستشو دادن و شناور کردن (فلوتاسیون ) استفاده می شود. سنگ مس باقی مانده به صورت ترکیبات اکسیژن دار یا گوگرد دار به دست می آید. اگر سنگ مس باقی مانده دارای ترکیبات اکسیژن دار باشد، مستقیما برای عملیات ذوب تصفیه حمل می شود و چنانچه دارای ترکیبات گوگرددار باشد، ابتدا با تشویه (برشته کردن) سنگ مس ، گوگرد موجود در آن را کم می کنند و مات با عیار مورد نظر را به دست می آورند. گفتنی است که هنگام جدا شدن گوگرد ، اکسیژن جانشین آن می شود و سنگ مس گوگرددار را به صورت اکسید مس در می آورد ولی آهن و سایر فلزات موجود در آن به صورت اکسید باقی می ماند. البته هنوز هم مقدار کمی از این عناصر به صورت ترکیب با گوگرد باقی می ماند. تشویه ساده سنگ مس در کوره های گردان (شکل ۲-۵) یا کوره های بشقابی (شکل ۳-۵) انجام می گیرد. امروزه روش تشویه معلق به دلیل داشتن ظرفیت زیاد، سرعت عمل و حذف کامل گوگرد جایگزین سایر روشها شده است. در این روش ، بار کاملاً نرم شده از دریچه ای وارد راکتور  با درجه حرارت ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد شده و با هوا که از قسمت پایین وارد رآکتور می شود، به طور کامل تماس می گیرد و به سرعت تشویه می شود. در این روش انرژی سوخت تنها در ابتدای کار و برای راه اندازی راکتور لازم می شود و پس از راه اندازی ، انرژی حاصل از واکنش ، انرژی لازم برای ادامه کار را تامین می کند. گازهای خروجی از بالای راکتور ، فبار خود را به یک سیکلون و سپس غبارگیر می دهند و چون هنگام خروج از غبارگیر حاوی مقداری گاز SO هستند، برای ساختن اسید سولفوریک مورد بهره برداری قرار می گیرند. بار تشویه شده از سیلکون و غبارگیر به دست می آید. حال آنکه باید ترکیب مس حاصل از روشهای بالا را احیاء کرد. برای این منظور اگر سنگ مس دارای قطعات درشتی باشد، آنها را به کوره قائم حمل می کنند تا به همراه کک، آهک و کواتزیت (به عنوان مواد سیاله و گدازآور)  وارد کوره شوند. طرز کار این کوره مانند کوره بلند (ذوب آهن) است. اگر سنگ مس به صورت قطعات کوچک باشند و گوگرد و آهن نیز به همراه داشته باشند، آن را در کوره شعله ای مسطح احیاء می کنند. در اینجا نیز مواد سیاله و گدازآور افزوده می شود. مات مس مذابی که از کوره های بال به دست می آید، ترکیبات بهتری دارد ولی عیار آن کم (در حدود۵۰% درصد)است. حال مات مس مذاب را به کنورتری حمل می کنند که درآن به وسیله دمیدن هوا به درون مذاب ، ناخالصی های سوخته یا جذب سرباره می گردد. در نتیجه مس با درجه خلوص ۹۹% درصد به دست می آید. مس خام حاصل از کنورتر هنوز ناخالصی های فلزی و غیر فلزی به همراه دارد. برای جداکردن آنها از کوره شعله ای به کوره های پالایش یا تصفیه معروف هستند، استفاده می شود. در این کوره ها، ناخالصی های اکسید شده جذب سرباره می گردد یا تبخیر می شود. مسی که از این کوره به دست می آید به نام مس سیاه معروف است و درجه خلوص ۸٫۹۹ % درصدی دارد. مس مذاب حاصل را پس از خروج از کوره، درون قالب های فلزی می ریزند و پس از سردشدن ، آن را که به صورت ورق های ضخیم یا بلوک های مسی است، برای تهیه نیمه ساخته ها حمل می کنند. اگر مس با درجه بیشتری مورد نیاز باشد، مس خام مذابی را که از کنورتر یا کوره تصفیه به دست می آید درون قالبهای فلزی می ریزند و پس از سرد شدن ، آن را که به فرم ورق (با ضخامت ۴ تا ۵ سانتیمتر و ابعاد تقریبی ۱متر در ۱ متر ) است برای تصفیه بهتر به حمام الکترولیز حمل می کنند.   در این روش ، از سولفات مس به عنوان مایع محرکه (الکترولیت) استفاده می شود و یک صفحه مس خالص به قطب منفی (کاتد) دستگاه وصل می کنند: به قطب مثبت (آند) نیز صفحه ریخته شده از مس خام بسته می شود. در اثر عبور جریان مستقیم برق از درون مایع ، ذرات مس خالص بتدریج از قطب مثبت جدا می شود و بر روی قطب منفی دستگاه می نشیند. ان عمل تا آنجا ادامه می یابد که مس خام متصل به قطب مثبت دستگاه (آند) ، بتدریج تفکیک شده و مس آن جذب قطب منفی می شود و ناخالصی های آن نیز در ظرف ته نشین می گردد. با این روش می توان مس با درجه خلوص ۹۹٫۹۹ درصد را تهیه کرد. خواص مکانیکی و تکنولوژیکی مس: مس فلزی نرم و چکش خوار است و عملیات مکانیکی در خواص آن تغییر ایجاد می کند. مس خالص را می توان در قالب های ماسه ای یا فلزی ریخته گری کردو این عمل با مشکلات فراوانی همراه است و قطعه ریخته شده در قالب ، به آسانی اسفنجی می شود. برای جلوگیری از این عمل و افزایش قابلیت ریخته گری مس ، معمولاً با آن فسفر می افزایند. مس ریخته شده به صورت صفحات ضخیم یا بلوک را می توان در درجه حرارت ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتگراد نورد کاری کرد یا به وسیله پرس کردن و عبور از ماتریس به صورت پروفیل های مختلف یا لوله های بدون درز تغییر فرم داد. اگر قرار باشد پس از این مرحله عملیات دیگری نیز روی آن انجام گیرد، در حالت سرد بوده و در این حالت ، می توان ورق های بسیار نازک تا ۱ ۰ .۰ میلیمتر را به وسیله نورد کاری سرد و مفتول های تا قطر ۲ ۰ .۰ میلیمتر را به صورت سرد با روش کشیدن تولید نمود. به دلیل قابلیت انبساط زیاد و نرم بودن ، می توان مس را به وسیله فشار (نوردکاری، چکش کاری و غیره) و رانش (پرسکاری) در حالت سرد تغییر فرم داد. با این عملیات، سختی و شکنندگی آن زیاد می شود و استحکام کششی آن نیز افزایش می یابد ولی در عوض، از قابلیت انبساط آن کاسته می شود. برای برطرف کردن این تغییرات ، می توان به وسیله تاباندن آن را به حالت اولیه (از نظر سختی و شکنندگی، استحکام کششی ) برگرداند. برای این منظور ، قطعه مسی را از ۳۰۰تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرده و در آب سرد فرو می کنند. عمل سرد کردن در آب – بر خلاف فولاد ها – باعث سختی آن نمیشود بلکه علاوه بر باز گرداندن آن به حالت اولیه ، پوسته های اکسیدی را نیز از سطح آن جدا می کند. اگر قطعه مسی به تغییر فرم زیاد نیاز داشته باشد، در طول مراحل فرم دادن لازم است آن را به دفعات تاباند. در این گونه موارد و همچنین در مواردی که روی قطعه مسی عملیات جوشکاری انجام می گیرد، بهتر است از مس بدون اکسیژن مانندCu-SBیا Cu- SDاستفاده شود. مس خالص و نرم را به سختی می توان براده برداری کرد: زیرا براده جدا شده در روی لبه برنده می ماسد و ادامه عملیات براده برداری را دشوار می کند. با برگزیدن زاویه براده بزرگ برای ابزار و استفاده از مایع خنک کننده مناسب مانند نفت یا آب صابون ، می توان راحت تر از مس براده برداری کرد. مس را می توان به خوبی لحیم نرم یا سخت کرد و با استفاده از گاز محافظ به خوبی جوشکاری نمود. آلیاژ های مهم مس : برنج: برنج از آلیاژهای مس و روی است و بیشترین کاربرد را در میان آلیاژهای فلزات سنگین دارد. انواع این آلیاژ حداقل ۵۰% درصد مس دارد و رنگ انواع آن از زرد و روشن تا زرد مایل به قرمز (صورتی) متغییر است و حتی از روی رنگ آن می توان درصد مس آن را تخمین زد. در صورتی که به مقدار مس بتدریج به رنگ مس نزدیکتر می گردد. هر چه مقدار مس موجود در آلیاژ بیشتر باشد، به همان نسبت قابلیت تغییر فرم بدون براده برداری آن افزایش می یابد. آلیاژهای مس روی را به دو گروه آلیاژهای و خمیری تقسیم می کنند. الف- آلیاژ های ریختگی مس و روی (برنج ریختگی): این آلیاژها را می توان بخوبی (از شمش یا براده برنج) ریخته گری کرد.استحکام کششی آنها به درصد فلزات نوجود در آنها بستگی دارد (۲۰۰ تا  ۸۰۰ . قطعات ریختگی این آلیاژها از قابلیت براده برداری خوبی برخوردارند. از نمونه این آلیاژها می توان ۳۵ CU Zn- G را نام برد. این آلیاژ را می توان در قالبهای ماسه ای و فلزی فرم داد.برای ریخته گری در قالب های فلزی و تحت فشار آلیاژ GD-Cu Zn 40 Al بسیار مناسب است. نمونه دیگر این آلیاژ توپ است که ۸۹ درصد مس ،۵ درصد روی،۵ درصد قلع و ۵ درصد سرب دارد، بخوبی ریخته گری می شود و به آسانی تراشکاری و پرداخت می گردد،در برابر فشار مایعات مقاوم است و در ساختن شیر ،تلمبه و قطعات کاربراتور کاربرد دارد. ب- آلیاژهای خمیری مس و روی:این آلیاژها را ابتدا به صورت بلوک های گرد ،چهار گوش یا مستطیل می ریزند و سپس با یکی از روشهای کشیدن،نورد کاری،پرس کردن و یا کوره کاری در قالب به فرم مورد نظر در می آورند. اضافه کردن سرب به این آلیاژها قابلیت براده برداری آن ها را افزایش می دهد و به دلیل براده های کوتاه و جهنده ای که از آن ها جدا می شود ،به آلیاژهای اتومات معروف هستند . از نمونه این آلیاژها می توان Cu Zn 40 pb 3 را نام برد.در زیر به معرفی نمونه هایی دیگر از برنج ها می پردازیم. برنج ساده یا معمولی ۵ تا ۴۰ درصد روی به همراه دارد و پر مصرف ترین نوع برنج است. با افزایش مقدار روی در این الیاژها ،نقطه ذوب و هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی کاهش یافته و ضریب انبساط ،استحکام و سختی افزایش می یابد. برنج سرخ دارای ۸۵ درصد مس و ۱۵ درصد روی و یکی از نرمترین و چکش خوارترین نوع برنج هاست .به مناسبت داشتن رنگ سرخ و قابلیت پرداخت عالی و مقاومت به خوردگی خوب ، دارای ارزش است و در جواهر سازی ، ساخت پلاک های مشخصات فرد ،عقربه ،ظروف کشیده شده و لوله های آب داغ مقاوم به خوردگی مورد مصرف دارد. مفرغ جواهری ۱۰ درصد روی دارد و رنگ آن بسیار نزدیک به طلای ۱۴ عیاری است و طلای بدلی نیز ۵ درصد روی به همراه دارد. برنج سربدار دارای ترکیبی مشابه برنج های معمولی است و از ۱ تا ۵٫۳ درصد سرب دارد .سرب قابلیت تراش و خواص ضد مالش یاتاقان ها را بهبود می بخشد. برنج قلع دار(مفرغ) آلیاژ مس و روی بامقدار کمی قلع است.قلع مقاومت در مقابل خوردگی را بهبود می بخشد. برنج فشنگ دارای ۷۰% درصد مس و ۳۰% درصد روی است و در ساختن فشنگ ، کشش های عمیق ، ته لامپ ها، بوق ها و شیپورها مورد مصرف دارد.  اگر درصد فلزات موجود در برنج ها به خوبی انتخاب شده باشند، می توان آن ها را با روش های مختلف براده برداری یا بدون براده برداری تغییر فرم داد.هر چه درصد مس در آلیاژ بیشتر باشد، به همان نسبت قابلیت تغییر فرم برنج بیشتر خواهد شد. برای این منظور ، آلیاژهایی با ۶۰ تا ۹۵ درصد مس مناسب است. هر چه درصد مس در آلیاژ افزایش یابد، به همان نسبت از قابلیت براده برداری آن کاسته می شود.برای جلوگیری از کاهش قابلیت براده برداری، به آلیاژ سرب می افزایند. در این گونه مواردلازم است زاویه براده را برای ابزار از ۰ تا ۵ درجه انتخاب کرد. شایان توجه است که استحکام و سختی برنج ها با آلیاژ کردن یا کار سرد روی آنها افزایش می یابد. اگر در اثر عملیاتی مانندخمکاری، رانش، فشاردادن یا کشش عمیق ، سختی قطعه افزایش یابد، می توان با تابانیدن آن در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد، آن را به حالت اول برگرداند.                      آلیاژهای مس و قلع (برنز، مفرغ) : یکی از آلیاژهای مهم مس و قلع ، برنزاست. اصطلاح «برنز» به آلیاژی اطلاق می شود که عنصر اصلی آن فلزی غیر از روی و نیکل باشد. این آلیاژها دارای ۸۳ تا۹۸ درصد، مس و ۲ تا ۱۵ درصد قلع هستند و مقداری عناصر دیگرمانندروی، سرب،نیکل، فسفر، آلومینیم، سیلیسیم، منگنز و بریلیم نیز به همراه دارند. آلیاژ دیگر این گروه مفرغ نام دارد و آلیاژی است از مس و قلع و روی که حداقل ۶۷ درصد مس دارد و ممکن است فلزات دیگری مانندنیکل و سرب نیز به همراه داشته باشند. امروزه بیشتر برنزهای تجارتی را با روی و سرب بهبود می بخشند و به دلیل همراه داشتن روی اغلب آنها را «مفرغ» می نامند. برنزها در مقابل خوردگی مقاوم هستند: استحکام کششی آنها بسیار زیاد است و در مقابل اغلب آنها را «مفرغ» می نامند. برنزها در مقابل خوردگی مقاوم هستند،استحکام کششی آنها بسیار زیاد است و در مقابل سایش  مقاومت دارند. این آلیاژها نیز در گروه ریختگی و خمیری تولید می شوند الف – آلیاژهای ریختگی برنز و مفرغ : این آلیاژها قابلیت ریخته گری خوبی دارند و در برابر آب دریا مقاوم هستند. به دلیل داشتن قابلیت لغزندگی خوب ، این آلیاژها برای مصارفی مانند پوسته یاتاقان ها، مهره پیچ های انتقال حرکت، چرخدنده حلزون و مارپیچ مناسب به نظر می رسند. پوسته یاتاقان هایی که از آلیاژ G – CuZn14 ساخته شده اند، می توانند فشار زیادی را تحمل کنند ولی سرعت محیطی محور گردنده آنها نباید خیلی زیاد باشد. بوش هایی که از مفرغ GZ – CuSn7 ZnPb با روش ریخته گری گریز از مرکز ریخته شده باشند، دارای ویژگی های خوبی برای یاتاقان محورهای هستند که لازم است زمان کوتاهی با سرعت محیطی زیاد کار کنند. این بوش ها در زمان کوتاه ، فشاری معادل  ۸۰۰۰ را تحمل می نمایند. اگرچه قطعات ساخته شده از آلیاژهای مس و قلع دارای قابلیت براده برداری خوبی هستند ولی هنگام براده برداری از آن ها ، سرعت برش را باید کمتر از آلیاژهای مس و روی (برنج) در نظر گرفت. انواع مفرغ ف علاوه بر موارد استفاده یاد شده ، کاربرد دیگری نیز دارند که در زیر به شرح آنها می پردازیم: مفرغ با قلع زیاد فقط به فرم ریختگی تهیه می شود .افزودن فسفر به مقدار کم در زمان تولد استحکام آن را افزایش می دهد .اضافه کردن قلع بر استحکام آن بیشتر از روی می افزاید لذا مفرغ ها نسبت به برنج ها استحکام بیشتری دارند .حداکثر استحکام با ۸۰ درصد مس و ۲۰ درصد قلع حاصل می شود.مفرغ فسفردار که ۲۵/۱ تا ۱۰ درصد قلع دارد دارای خواص عالی مکانیکی و قابلیت کار سرد  و مزیت اصطکاک کم است و از آن در ساختن فنرها ،دیافراگم ،صفحات نقاله و بست ها استفاده می شود.مقاومت خوردگی آن ها عالی است. مفرغ دنده ،مفرغ قلعدار با استحکام خوب است که با فسفر اکسیژن زدایی می شود. این آلیاژها مقدار کمی سرب برای سهولت ماشینکاری و کاهش ضریب اصطکاک به همراه دارد.نوعی از این آلیاژ با ۵٫۸۸ درصد مس ،۱۱ درصد قلع،۲۵٫۰ درصد سرب و ۲۵٫۰ درصد فسفر در ساختن چرخدنده های ساده و مارپیچ کاربرد دارد. مفرغ های معماری یا هنری بر حسب رنگ طبقه بندی می شوند و مزایای زیادی دارند مثلاً مفرغ به رنگ قرمز تیره ۹۷ درصد مس،۲ درصد قلع،۱ درصد روی و کمی سرب دارد. مس سکه زنی مفرغی با ۵٫۹۵ درصد مس ،۷۵٫۴ درصد قلع و ۲۵٫۰ درصد فسفر است.نوع دیگر آن دارای ۷۵٫۷ درصد قلع و خواص فیزیکی عالی است.این آلیاژ در ساخت فنرهای مارپیچ و تخت مورد مصرف دارد. ب-آلیاژهای خمیری برنز:از این آلیاژها برای تهیه ورق ها ،نوارها،مفتول ها،لوله ها و شمش ها استفاده می شود.استحکام کششی و قابلیت انبساط این آلیاژها را می توان با روش فرم سرد و تاباندن تا حد معینی تغییر داد.به عنوان مثال ،ورقی از آلیاژها Cu Sn 6 که به نرمی تابانده شده باشد،دارای استحکام برابر      ۴۱۰ تا ۳۵۰ و قابلیت انبساط آن ۵۵ درصد است . اگر این ورق را با ویژگی های مذکور به صورت سرد غلتک کاری کنیم می توانیم استحکام آن را تا   ۷۵۰  افزایش دهیم . در این حال قابلیت انبساط آن به ۵ درصد کاهش می یابد. از این آلیاژها برای تهیه فنرهای مقاوم در مقابل خوردگی ،فنر کنتاکت های برقی ،ممبران ها و قطعات لغزنده استفاده می شود. آلیاژهای ریختگی مس و سرب –  مس،سرب و قلع : این آلیاژها بهترین خاصیت لغزندگی را دارند و از آن ها در ساخت پوسته یاتاقان ها استفاده می شود. به دلیل وجود سرب در این آلیاژها می توان از آنها (به دلیل قابلیت کم کردن اصطکاک)در یاتاقان هایی استفاده کرد که محور گردنده آن ها در مدت زمانی کوتاه تعداد دوران بسیار زیادی دارد زیرا در این حالت برای مدت زمانی کوتاهی عمل روغنکاری قطع می شود.نمونه ای از این آلیاژها G – CuPb در یاتاقان های موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه مورد استفاده دارد. یاتاقان هایی که از آلیاژها G-CuPb15 Sn ساخته می شوند،می توانند فشار زیادی را تحمل کنند و دوام زیادی نیز داشته باشند. این آلیاژها در مقابل اسید سولفوریک ،اسید کلریدریک رقیق و اسیدهای چرب دارای مقاومت خوبی هستند.   ۴-۲-۵- آلیاژ های مس و آلومینیوم : این آلیاژها ، به دلیل استحکام کششی و سماجت زیاد و دوام خوبی که در مقابل دارند، از سایر آلیاژهای این خانواده متمایز هستند: به عنوان مثال : آلیاژCuAI 8 که در ساخت وسایل و تجهیزات صنایع شیمیایی و معدن کاربرد دارد .  با افزودن آهن، نیکل و منگنز می توان استحکام کششی این آلیاژها را با   ۸۵۰ افزایش داد. به همین دلیل می توان به عنوان مثال از آلیاژ Cu AI 11 Ni چرخدنده های مارپیچ و حلزونی را تولید کرد که باید بیشترین فشار را دندانه های آنها تحمل کنند.همچنین از آن می توان برای تهیه یاتاقان هایی که تحت تاثیر ضربه و در این حالت فشاری معادل  ۲۵۰۰۰ بر آنها وارد می آید، نیز استفاده کرد. آلیاژهای ریختگی مانند G – CuAI8Mn به دلیل دوام در مقابل خوردگی و آب دریا ، در تهیه پروانه کشتی ، پره های توربین های آبی ، تجهیزات دستگاههای کمکی صنایع نفت مورد استفاده قرار می گیرد. ۵-۲-۵- آلیاژهای خمیری کم آلیاژ مس : آلیاژهای خمیری کم آلیاژ مس که بریلیم ، کرم، کبالت یا نیکل به همراه داشته باشند، قابلیت آبکاری دارند، به عنوان مثال :آلیاژ CuBe2 را می توان تا دمای ۷۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرد ودر اثر سرد کردن سریع در آب آن را سخت نمود. درجه حرارت برگشت این آلیاژ از ۱۵۰ تا ۴۲۰ درجه سانتیگراد است و عمل برگشت دادن آن در خلاء انجام می شود. به این ترتیب می توان استحکام این آلیاژ را تا           ۱۳۰۰ افزایش داد. این آلیاژها برای تهیه ابزارهایی که نباید هنگام کار و تولید جرقه کنند(مانندقلم،چکش و اره ) استفاده می شود. کاربرد دیگر این آلیاژها تهیه فنرها و قطعات  حساس دستگاههای کنترل دقیق است و به جای سنگهای قیمتی (زمرد) در یاتاقان بندی نیز مورد استفاده دارند. ۶-۲-۵- آلیاژهای مس، نیکل، روی: این آلیاژها که به ورشو نیز معروف هستند ، ۴۵ تا ۶۵ درصد مس،۱۰تا ۱۵ درصد نیکل و ۱۵ تا ۴۲ درصد روی دارند و چنانچه قابلیت براده برداری خوبی از آنها مورد نظر باشد، تا ۲ درصد سرب نیز به آنها می افزایند. به دلیل وجود نیکل ، این آلیاژها دارای رنگ سفید نقره ای هستند و متناسب با افزایش آن مقاومت آنها در مقابل خوردگی نیز افزایش می یابد. در زیر دو نمونه از این آلیاژها معرفی شده است. آلیاژها Cu Ni 12 Zn 30pb برای ساختن وسایل خط کشی، پیچ های وسایل کنترل دقیق ساعت ها ، آلیاژ Cu Ni 25 Zn 15 برای ساختن قطعات تزئینی، قاشق و چنگال های غذاخوری . ۷-۲-۵- آلیاژهای مس و نیکل: آلیاژهای مس و نیکل با ۴۰ تا ۴۵ درصد نیکل در تهیه سیم های مقاومت الکتریکی ، رئوستا و سایر کنترل کننده های برقی مورد استفاده قرار می گیرند. اگر درصد نیکل این آلیاژها از ۱۵ تا ۲۵ درصد باشد ، می توان از آنها در پوشش ورقهایی که باید در مقابل خوردگی مقاوم باشند ، بهره گرفت. ۳-۵- روی (Zn) روی فلز است به رنگ خاکستری روشن که سطح مقطع شکسته آن درشت دانه است . روی شکننده است و در بین فلزات بیشترینقابلیت انبساط حرارتی را دارد. در مقابل خوردگی و در مجاورت هوا به خوبی مقاوم است ولی در مقابل اسیدها و نمک ها مقاومت کمی دارد. روی نیز در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود بلکه به صورت ترکیباتی از روی با گوگرد و یا اسید کربنیک وجود دارد. ۱-۳-۵- سنگهای معدنی روی: روی در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود و بیشتر به صورت ترکیباتی از روی و گوگرد یا اسید کربنیک وجود دارد. مهمترین سنگ معدن روی، سولفور روی (ZnS) و به اسفالریت معروف است. سولفور روی به طورنظری ۶۸ درصد روی دارد و در ساختار متبلور توده ای یا دانه ای یافت می شود. رنگ آن در حالت خلوص سفید و در فرم های ناخالص زرد، قهوه ای ، سبز تا سیاه است. معادن مهم سولفور روی در کشور های آمریکا ، مکزیک، آراژانتین، استرالیا، ژاپن و آلمان است. ۲-۳-۵- روش تهیه روی: برای تهیه روی ابتدا سنگ معدنی را با آسیاب خرد کرده و با شناور سازی آن را غلیظ و پرعیار می کنند، سپس بوسیله برشته کردن ، احیا و تقطیر روی خام به دست می آید. روی خام حاصل را در کوره های شعله ای ذوب می کنند تا روی مات با درجه خلوص ۹۹ درصد به دست آید. با تقطیر مجدد روی مات، روی با درجه خلوص ۹۹٫۹۹ درصد تهیه می شود. ۳-۳-۵- خواص و موارد استفاده روی: ویژگی های روی را می توان با آلیاژ کردن آن با فلزات دیگر بهبود بخشید، مثلاً آلومینیم باعث ازدیاد استحکام روی می شود و مس آن را سخت می کند. از روی در گالوانیزه کاری، آبکاری،ساختن برنج و مفرغ و ریخته گری تحت فشار استفاده می شود.ورق روی در ساختن قوطی، باطری های الکتریکی، پلاک آدرس، گراورعکاسی و آبروها بکار می رود. روی به عنوان پوشش در ورقهای آجدار و بدون آج،زنجیرها، حصارکشی ها، لوله ها، پیچ ها و مخزن ها مورد استفاده دارد. اکسید روی در ساختن سمنت دندانسازی، رنگ، کفسازی، کبریت، ظروف سفالین و لوازم لاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد. گرد روی نرم برنگ خاکستری با درجه ی خلوص ۹۷ درصد در آتش بازی ها، تولید رنگها، فولادها و در روئینه کاری جامد استفاده دارد. ۴-۵- آلیاژهای روی آلیاژهای روی را به صورت آلیاژهای ریختگی همراه با عناصری مانند آلومینیم و مس به کار می برند. این آلیاژها برای ریخته گری در قالب های ماسه ای و فلزی مناسب و برای ریخته گری تحت فشار مناسب هستند. استحکام کششی آلیاژهای ریخته شده در قالب های ماسه ای  ۱۸۰ ، درقالب های فلزی  ۲۲۰ تا ۲۰۰ و در قالب تحت فشار تا  ۲۷۰ می رسد. از آلیاژهای مهم روی می توان G – Zn A 1 6 Cu1 را نام برد که برای انواع ریخته گری ها مناسب است و از آن برای تهیه یاتاقان ها، چرخدنده های حلزونی که تحت تنش های زیاد قرار ندارند ، استفاده می شود. از آلیاژ GD – ZnA1 14 Cu 1 در ریخته گری تحت فشار، تهیه قطعات با دقت اندازه زیاد (mm 02.0 ) و سطح صاف استفاده می شود. نوع دیگر آلیاژ روی با ۴ درصد آلومینیم ، مقدار کمی مس (۷۵٫۰ تا ۲۵٫۱ درصد) یا بدون مس، مقدار کمی منیزیم (زیر ۱ درصد) در ریخته گری تحت فشار برای ساختن قطعات تزئینی و قطعاتی که در معرض نیرو و ضربه کم قرار می گیرند، مورد استفاده دارد. فرایند ریخته گری تحت فشار با آلیاژهای روی، به دلیل ارزانی ، استحکام مناسب، سهولت تولید اشکال پیچیده در ابعادی دقیق و سطح صاف کاربرد فراوان دارد، مانند ساختن چرخدنده ها ، قطعات موتورهای کوچک، ترازو ها، قطعات اتومبیل(بدنه کاربراتور، دسته و تیغه برف پاک کن، دستگیره و قفل). لحیم روی در لحیم سخت آلومینیم کاربرد دارد. ۵- ۵- قلع (Sn) قلع فلزی است نرم و به رنگ سفید مایل به آبی و سفید تر از روی و نقره. به دلیل مقاومت زیادی که قلع در مقابل خوردگی ، اسیدهای آلی و مواد غذایی دارد.معمولاً از آن برای پوشش محافظ فلزات مانند ورقهای سفید فولادی (حلبی ها،ورق قوطی های کنسرو) استفاده می کنند. اسیدها و بازها روی آن اثر می کنند. در درجه حرارت پایین تر از ۱۸ درجه سانتیگراد ، نیروی پیوند ملکولی خود را از دست داده و به صورت پودر خاکستری رنگی در می آید، اما معمولا این حیات زمانی به وجود می آید که قلع در مجاورت پودر قلع خاکستری قرار داشته و یا برای مدت چند روز در درجه ۵۰ – درجه سانتیگراد نگهداری شود. در موقع خمکاری قلع صدایی به گوش می رسد که آن را «فریاد قلع» می نامند. این وضع از اصطکاک کریستال های قلع روی یکدیگر پدید می آید. قابلیت هدایت حرارت و الکتریسته قلع کم است. ۱-۵-۵- سنگ معدنی قلع: قلع را از سنگ های معدنی قلع اکسیدی یا گوگردی تهیه می کنند. مهمترین سنگ معدنی قلع اکسید قلع (SnO) است که تقریبا ۷۸ درصد قلع دارد. مهمترین معادن اکسید قلع در کشورهای مالزی،چین، بلیوی، تایلند و اندونزی نهفته است. ۲-۵-۵- روش تهیه قلع : برای تهیه قلع، اکسیدقلع را پس از خرد کردن و تغلیظ در کوره های تنوره ای یا شعله ای احیا می کنند، سپس قلع خام حاصل را با روش الکترولیز به قلع الکترولیز با درجه خلوص ۹۶٫۹۹ درصد تبدیل می نمایند. ۳-۵-۵- موارد استفاده قلع: استحکام کششی قلع بیشتر از سرب و قابلیت هدایت الکتریکی آن حدود  نقره است، در مقابل خوردگی  جوی مقاوم است ولی در اسیدهای معدنی حل  می شود. از قلع در تهیه برنج ها، مفرغ ها، بابیت ها و لحیم نرم استفاده می شود. همچنین به عنوان ماده آبکاری الکتریکی مورد استفاده دارد. قلع آبکاری شده دارای رنگ سفید زیبا و پوشش محافظ بادوامی است. قلع استاندارد لازم است بیش از ۷۵٫۹۹ درصد قلع داشته باشد. درجه خلوص قلع تمیز ۸۹۵٫۹۹ درصد است. وجود مقدار کمی ناخالصی نیز خواص قلع تاثیر می گذارد، به عنوان مثال ، سرب قلع را نرم و ارسنیک و روی آن را سخت می کند. اکسید قلع (SnO) گرد نرم سیاه رنگی است که به عنوان مات ساز در ساختن لعاب سرامیک ، به عنوان رنگ سرامیک ، ماده ساینده یا به عنوان اندود جهت ساخت شیشه های هادی کاربرد دارد. همچنین به همراه اکسید مس در تولید شیشه سرخ مورد استفاده قرار می گیرد. حلبی ، ورق فولاد نرم با پوشش نازکی از قلع خالص است که به دلیل مقاوم بودن در مقابل اسیدهای نباتی  غیر سمی بودن ، در تهیه ظروف غذایی کاربرد فراوان دارد. ۶-۵- آلیاژهای قلع : مهمترین آلیاژهای قلع را لحیم ها تشکیل می دهند. لحیم کاری دارای ۱۲ تا ۹۰ درصد قلع هستند و علاوه بر سرب ، فلزات دیگری مانند آنتیموان، بیسموت، کادمیم، مس و نقره نیز به همراه دارند، مانند آلیاژ لحیم (Fil – Sn 60 pb Cu) لحیم های قلع و سرب استحکام زیادی دارندو لحیم های محتوی ۵ی درصد آنتیموان یا نقره به علت داشتن قابلیت هدایت الکتریکی خوب، در صنایع الکتریکی به کار می روند. آلیاژ بابیت نام اصلی آلیاژهای سفید قلع ، آنتیموان و مس است که برای تهیه یاتاقان ماشین آلات به کار می رود، به عنوان مثال،Lg – Sn 90 یک آلیاژ بابیت است که بجز قلع ، ۷ درصد آنتیموان و ۳ درصد دارد و در برابر ضربه و بار مقاوم است. این آلیاژ خاصیت لغزندگی خوبی دارد. لازم به یادآوری است که امروزه فلزات یاتاقان سربی جایگزین بابیت ها شده اند. ۷- ۵- سرب (pb) سرب فلزی است نرم و دارای رنگ خاکستری مایل به آبی که مقطع تازه شکسته آن سفید  نقره ای و شفاف است.                                                جرم مخصوص                   ۳٫۱۱                                               نقطه ذوب                             C 327                                              استحکام کششی              ۲۰ تا ۱۵ سرب مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد و در مقابل اسیدها نیز مقاوم است . ترکیبات سرب فوق العاده سمی است و به همین دلیل می باید در هنگام کار با آنها  دستورالعمل های بهداشتی را که در این مورد وجود دارند، با نهایت دقت مورد توجه قرار گیرند. سرب را به دلیل نرم بودن می توان چکش کاری کرد و خم نمود. برای خمکاری لوله های سربی بایستی از فنر استفاده شود. ۱-۷-۵- سنگ معدنی سرب: سرب در طبیعت بیشتر به صورت سنگ سرب یافت می شود . از مهمترین انواع  آن سنگ سرب درخشان (pbs) را می توان نام برد. سولفور سرب تقریبا ۸۶ درصد سرب دارد. معدن سربدر کشورهای امریکا، مکزیک، استرالیا، روسیه، اسپانیا، لهستان و آلمان یافت می شود. ۲-۷-۵- روش تهیه سرب : برای تهیه سرب ، سنگ سرب را پس از خرد کردن و تغلیظ ابتدا در کوره های دوار برشته می کنند، سپس آن را در کوره های تنوره ای احیا می کنند تا سرب خام با درجه خلوص ۹ درصد حاصل شود. با تصفیه ی سرب خام ، سرب با درجه خلوص ۹۴٫۹۹ درصد به دست می آید. ۳-۷-۵- خواص و کاربرد سرب: سرب و ترکیبات آن سمّی هستند؛ لذا در تماس با پوست یا نزدیک مواد غذایی به مار نمی روند. سرب دارای قابلیت زیاد جذب نوترون ها و اشعه ی گاما است و به دلیل ، به شکل ورقه های سربی به عنوان سپر تشعشعی به کار برده می شود. ورق سرب با روش نوردکاری سرد تهیه می شود و به عنوان حامل صوتی در ساختمان منازل به کار می رودو ورق سربی به ضخامت ۲٫۰ میلیمتر معادل تخته چند لا با ضخامت ۲۰ میلیمتر در جذب صدا کاربرد دارد. سرب در فولادهای خوش تراش به عنوان مواد روانکار عمل می کند و اصطکاک میان لبه برنّده ابزار برش و براده را کاهش می دهد و به ایجاد سطح صاف کمک می کند. ۸-۵- آلیاژ سرب سرب را می توان تقریباً با تمام فلزات به خوبی آلیاژ کرد ولی فلزات دیگر با سرب به سختی آلیاژ می دهند، به استثنای قلع که با آن به راحتی آلیاژ می شود و لحیم های نرم را به دست می دهند. مهمترین آلیاژ سرب که به سرب خشک میز معروف است ،دارای ۵تا ۲۵ درصد آنتیموان است .به دلیل داشتن قابلیت ریخته گری خوب در قالب های تحت فشار ،از این الیاژها در تهیه وسایل زینتی،دستگیره ها،حروف چاپ،و کلیشه سازی استفاده می شود. فلزات یاتاقان سربی که با کادمیم آلیاژ شده باشند،خاصیت لغزندگی خوبی دارند ودر برابر سایش نیزمقاوم هستند. از نمونه این آلیاژ می توان Lg – pb Sn9 cd را نام برد. پوسته یاتاقان های ساخته شده از این آلیاژها نیروی فشاری زیادی را تحمل می کنند. آلیاژهای ریخته گری تحت فشار سرب را می توان به عنوان وزنه های متعادل کننده در رگلاتورهای گریز از مرکز و همچنین در صنایع اسباب بازی مورد استفاده قرار دارد. نوعی آلیاژ سرب با ۷ تا ۱۲ درصد آنتیموان،۲۵٫۰ درصد قلع و مقادیر کمی آرسنیک و مس در تولید صفحات پلاک باتری ها مورد استفاده دارد. مس سرب اندود برای پوشش بام و مخزن های ضد اسید به کار می رود. آلیاژ فلز حروفچینی تایپ (مرد استفاده در صنعت چاپ ) آلیاژهای سرب، آنتیموان ، قلع با مقادیر کمی مس هستند. رنگدانه های سربی ترکیبات شیمیایی سرب هستند که برای تهیه رنگ بکار برده می شوند. کرمات قلیایی سرب به رنگ قرمز است و برای اندودهای آستری ضدزنگ روی فولاد بکار برده می شود. فولادهای خوش تراش ۲۵٫۰ و برنج های خوش تراش تقریباً۵٫۰ الی ۵٫۳ درصد سرب دارند. ۹-۵- نیکل (Ni) نیکل رنگ سفید نقره ای براق دارد و فلزی است شکننده که قابیلت پولیش خوبی برخوردار است. جرم مخصوص                                                                     ۹٫۸ نقطه ذوب                                                                            C 1455                                       نرم تاباند                                 ۵۰۰ تا ۴۰۰ استحکام کششی       سخت شده در نورد کاری                   ۸۰۰ تا ۷۰۰ ۱-۹-۵- روش تهیه نیکل: سنگ معدنی نیکل همراه با مس به صورت سیلیکات و سولفید در کشورهای روسیه، کانادا و کالدونیای جدید یافت می شود. نیکل را با برشته کردن و گداختن پی در پی سنگ نیکل ، ابتدا به صورت نیکل خام در می آورند و سپس با احیا کردن یا الکترولیز آن را با درجه خلوص ۸/۹۹ درصد تولید می کنند. ۲-۹-۵- ویژگی های و موارد استفاده نیکل: نیکل به عنوان یک عنصر آلیاژی از زمانهای قدیم همراه با مس بکار می رفته است. نیکل در برابر خوردگی و در مقابل بیشتر اسیدها – به استثنای اسید نیتریک – مقاوم است. نیکل تجارتی با درجه خلوص ۹۹ درصد کاربرد زیادی دارد و دارای ناخالصی هایی نظیر کبالت، منگنز،مس، آهن، کربن، سیلیسیم است. ریخته گری نیکل خالص دشوار است، زیرا اکیسژن را جذب و کربن و گوگرد را در خود حل می کند. ۱۰- ۵- آلیاژهای نیکل آلیاژهایی هستند که مادر فلزات آنها است. نیکل در برنج ها و مفرغ ها برای افزایش چقرمگی و مستحکم کردن آلیاژها به کار می رود. نیکل هم در آلیاژهای مقاوم حرارتی ومقاوم در مقابل اسید به کار می روند. آلیاژهای نیکل ، منگنز برای تهیه سیم های مقاومت الکتریکی به کار برده می شوند. مفرغ نیکل ، آلومینیم ۸ تا ۱۰ درصد آلومینیم در ساخت حدیده ها ، قالب ها پروانه های ریختگی، پایه شیر کاربرد دارد. این آلیاژ دارای مقاومت خوردگی خوبی بوده و C 400 درجه مقاومت حرارتی دارد.     آلیاژهای نیکل ، آلومینیم در تولید فنرهای مارپیچی نیز کاربرد دارد. گردهای آلیاژ نیکل برای اندودهای شعله پاشی جهت سخت کردن سطحی و افزایش مقاومت خوردگی بکار برده می شود.       ۱۱- ۵- کرُم (Cr) کرم رنگ خاکستری متمایل به سفید دارد و مقطع شکسته آن به رنگ نقره ای براق است. این فلز سخت و شکننده است و به دلیل مقاومت زیادی که در مقابل خودگی دارد به عنوان پوشش محافظ  در آبکاری فلزات مورد استفاده قرار می گیرد. جرم مخصوص                              ۲٫۷ نقطه ذوب                                         ۱۹۰۳ ۱-۱۱- ۵- روش تهیه کرم : سنگ معدن کرم به فرم سنگ آهن کُرُمدار به نام کرمیت با ۶۸ درصد اکسید کرمیک است. سنگ قرمز سرب در کشورهای روسیه ، افریقای جنوبی، ترکیه و رودزیا یافت می شود. برای تهیه کرم، سنگ معدن را پس از خرد و تغلیظ کردن با احیا به وسیله کربن به فرو کرم تبدیل می کنند  و سپس با احیا به وسیله ی آلومینیم به صورت کرم خالص در می آورند. ۲-۱۱-۵- خصوصیات و موارد استفاده کرم: از کرم برای آبکاری سطح قطعات در مواردی که سختی فوق العاده و مقاومت زیاد در مقابل خوردگی لازم باشد، به میزان وسیعی استفاده  می شود. در صورتی که سطح فلزی خوب پرداخت گردد و سپس آب کرم داده شود، سطحی بسیار صاف به دست می آید. که قابلیت جذب آب یا روغن را ندارد. سطح یاتاقان های آب کرم شده می تواند حتی بدون روغن کار کند.    کرم در فولادهای زنگ نزن  آلیاژهای مقاوم حرارتی و تهیه مواد نسوز کاربرد وسیعی دارد. ۱۲-۵- آلیاژهای کُرُم مس کُرُم دار دارای استحکام ضربه ای زیادی بوده و هدایت الکتریکی آن از مس بیشتر است. مفرغ کرم دار نوع دیگری از الیاژ های کرم است که در تهیه یاتاقان ها کاربرد دارد. نوعی از آلیاژ ریختگی آن ۱ درصدکرم،۱ درصد آهن، ۲ الی ۱۰ درصد قلع داردو دارای استحکام زیاد و کیفیت خوب سایشی است . آلیاژهای نیکل و کرم ۸۰ درصد نیکل ۲۰ درصد کرم به عنوان آلیاژهای مقاوم حرارتی ،مقاوم در مقابل خوردگی در ماشین الات شیمیایی کاربرد دارد. ۱۳- ۵- ولفرام (W) این فلز که به تنگستن نیز معروف است دارای رنگ خاکستری متمایل به سفید است و به دلیل نقطه ذوب بالایی که دارد از آن برای تهیه سیم های نازک برقی مانند فلامان لامپ ها و به عنوان الکترود (به منظور ایجاد قوس الکتریکی) در جوشکاری با گاز ارگون ، استفاده می شود. جرم مخصوص                                   ۱۹ نقطه ذوب                                       C    ۳۳۷۰ (بیشترین نقطه ذوب در بین فلزات) از مصارف دیگر ولفرام استفاده در فولادهای ساختمانی و ابزار سازی آلیاژی است و به کمک آن می توان فولادی مقاوم حرارت و قابلیت برش خوب را تولید کرد.   ۱۴- ۵- مولیبدن (Mo) مولیبدن به رنگ سفید نقره ای است و خاصیت مغناطیسی ندارد. از این فلز در تهیه فولادهای نجیب الیاژی و همچنین الکترودهای لامپ های اشعه x استفاده می کنند. جرم مخصوص                               ۳٫۱۰ نقطه ذوب                                      C   ۲۶۰۰     ۱۵- ۵- وانادیم (V) وانادیم فلزی است خیلی سخت و شکننده و به رنگ خاکستری مایل به سفید که خاصیت مغناطیسی ندارد. از این فلز برای تهیه فولادهای آلیاژی استفاده می کنند. حتی وجود مقدار کمی وانادیم (فقط در فولادهای فنر و فولادهای ابزارسازی پرآلیاژ به بیشتر از ۲/۰ درصد برخورد می کنیم) در فولادها ، باعث افزایش استحکام کششی و سماجت زیاد آنها می شود. جرم مخصوص                       ۳٫۱۰ نقطه ذوب                            C     ۲۶۰۰ وانادیم خالص را به سختی می توان تولید کرد و معمولا آن را به صورت ترکیب با آهن (فرووانادیم) به بازار عرضه می کنند. ۱۶-۵- کبالت (Co) کبالت فلزی است بسیار سمج و رنگ آن از سفید مایل به قرمز تا سفید مایل به ابی تغییر می کند. خصوصیات کبالت مشابه نیکل است و به دلیل تاثیر سخت کننده ای که دارد از ان به عنوان یک فلز آلیاژی در فولادهای ابزارسازی تندبر استفاده می کنند. در تولید اهن رباهای دایمی نیز مورد استفاده دارد. جرم مخصوص               ۶٫۸ نقطه ذوب                     C   ۱۴۹۰       ۱۷-۵- منگنز (Mn)  منگنز فلزی است بسیار سخت و شکننده و دارای رنگ سفید مایل به خاکستری . از این فلز معمولاً به عنوان فلز آلیاژی در فولاد ها آلیاژهای مس و آلیاژهای فلزات سبک استفاده می کنند. جرم مخصوص                  ۴٫۷ نقطه ذوب                     C      ۱۲۵۰ ۱۸- ۵- جیوه (Hg) جیوه فلزی است به رنگ نقره ای براق و تنها فلزی است که در درجه حرارت محیط به صورت مایع است و به دلیل انبساط حرارتی زیاد ، از آن در حرارت سنج ها استفاده می کنند. در صنایع الکتریکی از جیوه برای ساختن کلیدهای جیوه ای و از بخار ان در لامپهای جیوه ای استفاده می شود. جرم مخصوص                  ۵٫۱۳ نقطه ذوب                              C 39- چون نقطه تبخیر جیوه فقط در درجه حرارت ۳۵۷ درجه سانتیگراد است، براحتی تبخیر می شود و بخار ان فوق العاده سمی است. ۱۹-۵- نقره (Ag) نقره فلزی است به رنگ سفید ، نرم و بی نهایت انعطاف پذیر . نقره خالص در بین فلزات از بالاترین  قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی برخودار است. در صنعت کاربرد وسیعی پیدا کرده است. نقره در هادی های الکتریکی ف ارتباطات، عکاسی، منعکس کننده ها مورد مصرف دارد. جرم مخصوص                    ۵٫۱۰ نقطه ذوب                           C    ۹۶۰ آلیاژ نقره و مس که معمولا ۵ تا ۱۰ درصد مس دارد در سکه زنی به کار می رود. آلیاژهای نقره با تنگستن ، مولیبدن، گرافیت، نیکل و کادمیم در کنتاکتوری الکتریکی مورد استفاده دارند. از آلیاژ نقره با جیوه ، قلع، مس و روی به صورت ملغمه های دندان سازی استفاده می شود. ۲۰- ۵- پلاتین(Pt) پلاتین فلزی است سنگین و در بین فلزات از پایین ترین مقاومت الکتریکی برخوردار است. مقاومت در مقابل اکسیداسیون در دمای بالا و مصونیت در برابر اغلب اسیدها موجب شده است تا از آن درتهیه وسایل آزمایشگاهی شیمی ، سیم ترموکوبل استفاده شود. همچنین از پلاتین به عنوان پوشش در اکستروژن الیاف شیشه مذاب و جعبه های اشعه ایکس و وسایل کنترل رطوبت استفاده می شود. جرم مخصوص          ۵٫۲۱ نقطه ذوب                  C  ۱۷۷۰   ۲۱- ۵- کادمیم (Cd) فلزی سفید رنگ ونقره ای رنگ با جرم مخصوص  ۶٫۸ و نقطه ذوب C  ۳۲۰ است.بسیار نرم است و می شود آن را با روش نوردکاری به صورت ورق های نازک در آورد. شبیه قلع است و همان مشخصه فریاد قلع را هنگام خمکاری به همراه دارد. سخت تر از قلع و در مقابل خوردگی مقاوم است. ۱-۲۱- ۵- موارد استفاده کادمیم : کادمیم به عنوان عنصر آلیاژی در لحیم های نرم و آلیاژهای زود ذوب و نیز به عنوان روکش سفید آبکاری مقاوم به خوردگی کاربرد دارد. مصرف عمده کادمیم در آبکاری الکتریکی است. فاز آبکاری شده دارای رنگ سفید نقره ای با ته رنگ آبی است. از کادمیم بیشتر در تهیه آلیاژ های زود گداز استفاده می شود. آلیاژی از ۱۰ درصد کادمیم وجود دارد که نقطه ذوب آن ۵۵ تا ۶۵ درجه  و سانتیگراد است. در آبکاری و روکش محافظ ، فلزاتی مانند آهن، فولاد و آلومینیم می توان روکش بسیار نازکی از کادمیم قرار داد که با وجود ضخامت بسیار  کم بادوام است . پوشش کادمیم دارای رنگ شفاف مات بوده وخیلی خوش نماست و از آن در روکش میکروترها، حلقه تنظیم ماشین های ابزار استفاده می شود. اگر مقدار کمی کادمیم به مس اضافه شود، استحکام ، سختی و مقاومت سایشی آن افزایش می دهد ولی از هدایت الکتریکی آن می کاهد. کادمیم در تهیه فلزات یاتاقان (موتورهای احتراقی) ، صفحات باطری ها(باتری های نیکل کادمیم) نیز مورد استفاده دارد. نیترات کادمیم گرد سفید رنگی است که برای ساختن مواد رنگی فلورسان و همچنین  به عنوان یک کاتالیزور به کار می رود. ۲۲- ۵- بیسموت(  Bi)          بیسموت فلزی است به رنگ فلزی به رنگ سفید مایل به خاکستری با زمینه قرمز و بسیار براق است که در مقطع شکسته آن درشت دانه و برگی ، جرم مخصوص آن  ۸٫۹ و نقطه ذوب آن C 270 درجه سانتیگراد است. بیسموت فلزی است بسیار ترد است و به اسانی به گرد تبدیل می شود. ۱-۲۲-۵- ویژگی ها و موارد استفاده بیسموت و آلیاژهای آن : قابیلت هدایت گرمایی بیسموت از همه فلزات (به غیر از جیوه ) کمتر است و از معدود فلزاتی است که حجم آن هنگام انجماد افزایش می یابد. هنگام انجماد افزایش می یابد. هنگام تغییر از حالت مایع به جامد، به میزان ۳۲٫۳ درصد منبسط می شود. این مشخصات آن را برای ساختن قطعات کوچک ریختگی ( هر جا نقش دقیق قالب مورد نیاز باشد) ارزشمند می سازد. آلیاژهای بیسموت دار نقطه ذوب پایین دارند و در تهیه آلیازهای زود گداز و لحیم مورد استفاده قرار می گیرند. فولاد بیسموت دار با مقدار کمی بیسموت در تهیه ورق های ترانسفورماتورها به کار برده می شود. بیسموت در ملحفه ها به صورت املاح و رنگدانه ها به عنوان داروی ضد ترشی معده در داروسازی به مصرف می رسد و فلز اصلی آلیاژهای زود گداز (فیوز های برق) است. از بیسموت برای پوشش براق داخلی  لامپ های رفلکتوری نیز استفاده می کنند.   ۲۳ – ۵ – تانتال (Ta) تانتال رنگ خاکستری براق دارد و هر چه درجه خلوص آن بیشتر باشد، به همان نسبت نرمتر است و قابیلیت انبساط بیشتری دارد. جرم مخصوص تانتال  ۶٫۱۶ و نقطه ذوب آن C 3030 است. در اثر تغییر فرم سرد می توان استحکام کششی لایه های خارجی آن را از ۳۵۰ تا ۱۱۰۰ افزایش داد. اکسید تانتال ( T a o) به قدری سخت است که با آن می توان شیشه را نیز برید. این فلز در مقابل خوردگیبسیار مقاوم است و تنها اسیدهای مایع روی ان اثر می گذارند. از تانتال در تهیه وسایل دندانسازی ، قطعاتی از لامپ های رادیو و تهیه وزنه های مبنایی که ارزش آنها معادل آلیاژ پلاتین ایریدیم است، استفاده می کنند. ۲۴- ۵- آنتیموان (Sb) آنتیموان فلزی شکننده و به رنگ سفید نقره ای با جرم مخصوص  ۶٫۶ و نقطه ذوب C 630 درجه است . از این فلز به عنوان فلزی استفاده می شود و وجود آن سختی آلیاژها را افزایش می دهد. به عنوان مثال آنتیموان در آلیاژهای سرب باعث افزایش سختی آنها می گردد. آلیاژی از ۷۰ درصد آنتیموان و ۳۰ درصد آهن را اگر سوهانکاری کنیم، همراه براده جرقه هایی از آن جدا می شود.Posted in فلـــزات غیــر آهنــی | Tagged فلزات غیر آهنی سنگین | Leave a reply فلزات غیر آهنی سبک Posted on 2012/07/29 by مدیر سایت Reply فلزات غیر آهنی سبک و آلیاژ های آن ها فلزاتی را که جرم آنها تا۳  kg/dm 5 باشند فلزات سبک می نامند. فلزات سبکی که بیشترین کاربرد را در صنعت دارند عبارتند از آلومینیوم،منیزیم،بریلیم وتیتانیم. چون اکثر فلزات غیر آهن سبک خالص نرمی زیادی دارند و از استحکام کمی برخوردارند لذا با آلیاژ کردن می توان خواص آنها را بهبود بخشید و خصوصیات جدیدی را در انها به وجود آورد . آلیاژهای پر استقامت و سبک وزن از مهم ترین فلزات برای مصارف در وسایل حمل و نقل زمینی ،دریایی و فضایی هستند و در ساختمان های فلزی و لوازم خانگی نیز کار برد دارند. بقیه متن در ادامه مطلب…   آلومینیم (AI)آلومینیم فلزی است به رنگ سفید نقره ای که در مجاورت هوا به سرعت اکسیده می شود و قشر نازکی از اکسیدآلومینیوم روی آن تشکیل می گردد که در مقابل خوردگی بسیار مقاوم است و بقیه فلز در مقابل تاثیرات جوی حفظ می کند.  جرم مخصوص                                              ۲٫۷ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب نقطه ذوب                                                 ۶۵۸  درجه سانتی گراد استحکام       ریخته شده                                ۱۱۵ تا۸۵ نیوتن بر میلیمتر مربع کششی         نرم تابنده شده                                ۶۵  نیوتن بر میلیمتر مربع                  سخت شده در اثر نوردکاری             ۱۹۰تا۱۲۵ نیوتن بر میلیمتر مربع آلومینیم قابلیت هدایت الکتریکی خوبی (تقریبا به اندازه ۶۵٫۰ مس)دارد و قابلیت هدایت حرارتی آن نیز زیاد است. آلومینیم قابلیت جوشکاری و لحیم کاری دارد و می توان آن را با روش هایی مانند کشیدن ،پرس کردن ،نورد کاری،ضرب زدن،ریخته گری و همچنین  با روش هایی مانند تراشکاری،فرزکاری،سوراخکاری و غیره به خوبی تغییر فرم داد.آلومینیم قابلیت آلیاژی  خوبی دارد و مقدار کمی مس،منگنز و یا منیزیم تاثیرات زیادی در سختی و استحکام آن باقی می گذارد. موارد استفاده: ورق ها،نوارها،ورق های بسیار نازک (فویل)آلومینیمی را با نوردکاری تولید می کنند و انواع شمش ها،لوله ها و مفتول ها را به وسیله پرس کردن (رانش)و یا کشیدن تهیه می کنند.قسمت اعظم آلومینیم تولیدی صرف تهیه آلیاژ های آلومینیم و یا ریخته گری می شود و به دلیل وزن سبک ،قیمت مناسب،مقاومت در مقابل خوردگی و قابلیت  تغییر فرم خوبی که دارد روز به روز به موارد استعمال آن افزوده می گردد. از آلومینیم با درجه خلوص عالی در درجه اول برای تولید رفلکتور ها(منعکس کننده ها)و نور افکن ها،در صنایع اتومبیل سازی برای تهیه نوار های زینتی و همچنین در دستگاه ها و لوله های مربوط به صنایع شیمیایی و غذایی استفاده می کنند. آلومینیم خالص را در صنایع شیمیایی برای تهیه مخازن و ظروف حمل و نقل،در صنایع الکتریکی برای تهیه سیم ها و کابل ها ،در صنایع ساختمانی به عنوان پوشش بام ها و کارهای تزئینی و همچنین تهیه ظروف آشپزخانه و صنایع دسته بندی مورد استفاده قرار می دهند. سنگ معدن آلومینیم : آلومینیم را از سنگ معدنی بوکسیت که حاوی ۵۵ تا ۶۰ در صد اکسید آلومینیم (AL2O3 )،۳۴ در صد اکسید آهن(Fe3o4)،۱۲ تا ۳۰ در صد هیدراتها و ۴ در صد اسید سیلیسیک(sio2)است،تهیه می کنند. طرز تهیه آلومینیم: برای تهیه آلومینیم لازم است در مرحله اول از سنگ معدنی بوکسیت ،ترکیبات آهن و سیلیسیم را جدا کرد و اکسید آلومینیم را به دست آورد.برای این منظور بوکسیت را در سنگ شکن ها خرد و در کوره های دوار خشک می کنندو در آسیاب های ساچمه ای به صورت پودر درمی آورند.حال،پودر اکسید حاصل را با محصول سود سوزآور در آب،تحت فشاری معادل ۳۰ بار و دمای ۲۵ درجه سانتی گراد درون مخزنی که اتوکلاو نام دارد،حرارت می دهند. این عمل باعث می شود که آلومینیم با سود ترکیب شودو آلومنات سدیم  (Na3Alo2) را به وجود اورد. در این حالت ،آهن و سیلیسیوم در ظرف ته نشین می شود و قابل تفکیک است. پس از این مرحله،محتوی اتوکلاو را به درون فیلتر های تحت فشار هدایت می کنند و آلومینات سدیم را از مواد رسوبی تفکیک می نمایند..حال آلومینات سدیم را به درون دستگاه های به همزن هدایت می کنند . در اثر این عمل محلول به عوامل هیدرات آلومینیم و محلول سود سوزآور تفکیک می شود. ژس از این مرحله ،دستگاه جدا کننده ای سود سوزآور را ژس از تفکیک به مخزن اولیه وهیدرات آلومینیم را به کوره دوار می فرستد. آب هیدرات آلومینیم در کوره دوار در دمای تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد آزاد می شودو اکسید آلومینیوم خالص (آلومین)به صورت پودر به دست می آید،آلومین حاصل را در حمام های الکترولیز در حالی که به آن کریولیت (فلورورسدیم و فلورورآلومینیم) افزوده اند احیا می کنند.افزودن کریولیت باعث می شود نقطه ذوب اکسید آلومینیم که در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد است،به ۹۰۰ تا۹۵۰  درجه سانتی گراد کاهش یابد. افزودن کریولیت باعث می شود نقطه ذوب اکسید آلومینیم که در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد است،به ۹۰۰ تا ۹۵۰ درجه سانتی گراد کاهش یابد. برای احیای یک تن اکسید آلومینیم،۴ تا ۵ تن بوکسیت kwh17000  کار الکتریکی مورد نیاز است .برای این منظور،از جریانی به شدت  ۲۰۰۰۰تا  ۱۰۰۰۰۰ آمپر و اختلاف سطحی معادل ۴ تا ۶ ولت استفاده می شود.(در عمل باید چندین سلول را به طور سری مورد استفاده قرار داد تا بتوان به اختلاف سطح ۵۰۰ تا ۶۰۰ ولت کار کرد.)به همین دلیل بهتر است کارخانه های تهیه آلومینیم در مجاورت نیروگاه های برق ایجاد شوند. آلومینیمی که از حمام الکترولیز به دست می آید،به صورت مذاب است و دمایی حدود  ۱۰۰۰درجه سانتی گراد دارد. این مذاب را در قالب های فلزی می ریزند وپس از فرم گرفتن برای عملیات بعدی حمل می کنند.آلومینیم به دست آمده از حمام الکترولیز،آلومینیم تصفیه شده نام دارد و دارای درجه خلوص ۹۹ تا ۹٫۹۹ درصد است. آلیاژهای آلومینیم در اثر اضافه کردن عناصری مانند منیزیم،مس،سیلیسیم،روی،سرب و منگنز به آلومینیم،آلیاژهای متعددی از آلومینیم به دست می آید که ویژگی های متنوعی دارند.آلیاژهای آلومینیمی که امروزه تولید می شوند،دارای ویژگی هایی هستند که قبلا از فولادها انتظار می رفت.آلیاژهای آلومینیم را می توان در حالت سرد یا به صورت گرم تغییر فرم داد و آنها را ریخته گری و لحیم کاری یا جوشکاری کرد.در براده برداری از آنها به دلیل طول براده بلند،براده های سمج و متمایل به ماسیدن،باید سرعت برش را زیاد انتخاب کرد و از ابزار های برش دارای زاویه براده زیاداستفاده نمود.این ابزارها لازم است فضای کافی برای جمع شدن و هدایت براده ها نیز داشته باشند. با عملیات حرارتی می توان استحکام آلیاژهای آلومینیم را تا حد چشم گیری افزایش داد. از آن جا که اکسید آلومینیم در برابر خوردگی مقاوم تر از آلومینیم خالص و آلیاژهای آن است،در صنعت سطح قطعات آلومینیمی را به طور مصنوعی به کمک الکتریسیته اکسید می کنند؛این عمل را «الکسیر کردن»می گویند.قشر اکسیدی سرد حاصل از الکسیر کردن بقیه فلز را از تاثیر عوامل جوی و ایجاد خوردگی محفوظ  می دارد و دوام آن نیز افزایش می دهد.از روش های دیگری که برای افزایش مقاومت آلیاژهای آلومینیم در مقابل خوردگی به کار می رود .«پلاته کردن»است. در این روش می توان با پوشش نازکی از آلومینیم خالص یا آلیاژهای مس که در اثر نوردکاری گرم به سطح خارجی مصنوعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیم کشیده می شود ،دوام آنها در مقابل خوردگی افزایش داد .آلیا‍ژهای آلومینیم را می توان به دو گروه اصلی آلیاژهای خمیری و آلیاژهای ریختگی تقسیم کرد. آلیاژهای خمیری آلومینیم آلیا‍ژهایALCUMG: این آلیاژها به «دورآلومین» نیز تعریف هستند.دور آلومین را می توان سخت کاری کرد ولی قابلیت جوشکاری را ندارند،از آنها  می توان در تولید قطعاتی که تحت تاثیر تنش های زیادی قرار می گیرند (در صنایع هواپیما سازی،اتومبیل سازی و ماشین سازی)بهره گرفت. دوام این آلیاژ ها در مقابل خوردگی کم است؛به همین دلیل ،سطح خارجی آنها را با قشر نازکی از آلومینیم خالص پلاته می کنند. برای افزایش  قابلیت بهره برداری و تهیه آلیاژ های اتومات،به اندازه ۲ تا ۵ در صد سرب نیز به آن ها می افزایند.از نمونه این آلیاژ می توان آلیاژ Al cu Mg Pb را نام برد. جرم مخصوص تقریبی این آلیاژها kg/dm38.2  و استحکام کششی آن ها قبل از سختکاری n/mm2230 تا ۱۷۰ و بعد از آبکاری n/mm2430 تا ۳۳۰ است.در صد عناصر تشکیل دهنده این آلیاژ ها ۵٫۳ تا ۹٫۴ در صد مس ،۲٫۰ تا ۸٫۱ در منیزیم،۲٫ ۰ تا۱٫۱ درصد منگنز و بقیه آلومینیم است. آلیاژهای  Al Mg Si : این آلیاژها را نیز می توان سختکاری کرد. از ویژگی های دیگرآنها دوام در مقابل خوردگی و قابلیت پولیش کردن آنهاست .اگر به این آلیاژها فلزات دیگری مانند سرب،قلع،کادمیم و برلیم (در مجموع ۱ تا ۳درصد)نیز بیفزایند،قابلیت براده برداری آن ها افزایش می یابد. جرم مخصوص تقریبی این آلیاژها kg/dm37.2، استحکام کششی آنها قبل از سخت کاری N/MM2125 تا ۱۰۰ و بعد از سخت کاریN/MM2310تا۱۹۰ است.در صد عناصر تشکیل دهنده آنها ،۶٫۰ تا ۶٫۱ در سیلسیم،۶٫۰ تا ۶٫۱ در منیزیم،  ۰تا ۳٫ ۰ درصد کرم۲٫ ۰ تا۱ در صد منگنز و بقیه آلومینیم می باشد.از این آلیاژها در تهیه قطعاتی که تحت تاثیر تنش های متوسط قرارمی گیرند(ساختمان هاو مخزن های ثابت ومتحرک)،استفاده می شود. آلیاژهای   Al Mg : آلیاژهای این خانواده مثلاً   AlMg3استحکام خوبی دارند و در مقابل خوردگی مخصوصاً در مجاورت آب دریا مقاوم هستند.قابلیت پولیش کاری این آلیاژها باعث می شود که از آن ها در کارهای تزیینی نیز استفاده شود.از مهم ترین آلیاژهای این گروه می توان Al Mg3 را نام برد که در آن به صورت ورق ،لوله و پروفیل در صنایع اتومبیل سازی و کشتی سازی و همچنین ساختن در و پنجره و غیره به کار می برند.تغییر فرم روی این آلیاژها معمولا به صورت سرد و بدون براده برداری انجام می گیرد.نمونه دیگر از آلیاژAlMg7 است. این آلیاژ را می توان به خوبی براده ربداری کرد.از این آلیاژ قطعات وسایل دقیق صنایع اپتیک را می توان تهیه نمود. این آلیاژها قابلیت ریخته گری نیز دارند. آلیاژهای ریختگی الومینیم آلیاژهایG-Al Si : این آلیاژها را که به سیلومین نیز معروف هستند، می توان به خوبی ریخته گری و جوشکاری کرد. از این گروه می توان آلیاژ  G-Al Si2 را نام برد که علاوه بر ویژگی  های یاد شده ،در مقابل خوردگی نیز مقاوم بوده و از قابلیت براده برداری خوبی نیز برخوردار است. از این آلیاژ برای ریخته گری قطعات جدار نازکی که دارای فرم پیچیده ای هستند و در معرض ضربه قرار دارند(بدنه موتورسیکلت ها)استفاده می کنند.موارد استفاده دیگر این آلیاژها به مقدار زیادی در ساختمان ماشین های خانگی(ظرف شویی،رختشویی)و همچنین دستگاه های صنایع غذایی است.جرم مخصوص این آلیاژ ها  Kg/dm3 65.2  و استحکام کششی آن ها N/mm2280 تا ۱۶۰ می باشد. در صد عناصر تشکیل دهنده این آلیاژ ها ۰ تا ۵٫۰ در منگنز، ۱۱ تا ۵٫۱۳ در سیلیسیم و بقیه آلومینیم است. آلیاژهای G-Al Si Mg: این آلیاژها را نیز می توان سختکاری و جوشکاری کرد.انقباض و انبساط حرارتی آن ها بسیار کم و در برابر ساییدگی بسیار مقاوم هستند؛دوام آنها در مقابل خوردگی نیز زیاد است.نمونه ای از این آلیاژ ها    G-Al Si Mg    است که برای تهیه  قطعاتی که دارای فرم پیچیده ای هستند و تحت تاثیر تنش های زیادی قرار می گیرند(محفظه موتورها و جعبه دنده ها)مناسب هستند. منیزیم(Mg) منیزیم فلزی است نرم به رنگ سفید نقره ای که از سبک ترین فلزات است.استحکام آن خیلی کم و در مقابل اکسید شدن وخوردگی مقاومت زیادی ندارد. منیزیم به صورت براده ،پودر ودر حالت مذاب ،به سرعت می سوزد. به همین دلیل می باید در هنگام ذوب ریخته گریمنیزیم و آلیاژهای آن تماس مذاب را با اکسیژن قطع نمود.منیزیم خالص به دلیل استحکام کمی که دارد در صنعت برای ساخت قطعات صنعتی مورد استفاده ندارد و از آن به عنوان یک ماده گوگردگیر و جاذب اکسیژن در ریخته گری فلزات استفاده می شود.ازمنیزیم به عنوان تبدیل کننده کربن موجود در چدن ها به گرافیت کروی نیز استفاده می شود. از آنجا که این فلز به راحتی می سوزد و نور درخشانی از خود منتشر می کند از آن در ساخت وسایل آتش بازی و تهیه فلاش های عکاسی نیز بهره می گیرند. از منیزیم به عنوان ماده اصلی آلیاژهای منیزیم استفاده می شود و به عنوان یک فلز آلیاژی در آلیاژهای آلومینیم و مس نیزبه کار می رود.منبع اصلی منیزیم آب دریاست. تهیه منیزیم: منیزیم را در صنعت از سنگ های معدنی کارنالیت (۵٫۸ در صد منیزیم) یا دلمیت (۱۲ درصد منیزیم) به دست می آورند. برای تهیه منیزیم لازم است ابتدا سنگ های معدنی را به کلرید منیزیم تبدیل کنیم.برای این منظور به شرح زیر  عمل می شود: الف:کارنالیت در دستگاه حل کننده شسته و تمیز می شود،سپس در یک فیلتر صاف شده و در یک دستگاه بخار نا خالصی های آن از بین می رود و جسم سختی به نام کلرید منیزیم متبلور به دست می آید.برای گرفتن آب اضافی،محلول را به یک کوره گردان هدایت می کنند تا کلرید منیزیم آماده برای حمل به حمام الکترولیز شود. ب:در صورتی که از سنگ معدنی ماگنزیت استفاده می شود،آن را در کوره دوار برشته می کنند تا اکسید منیزیم به دست آید،سپس ،در یک کوره آن را با گاز کلر ترکیب می کنند تا کلریدمنیزیم حاصل شود. ج:در صورت استفاده از دلمیت،آن را در کوره دوار حرارت می دهندتا برشته شودو اکسید منیزیم به دست آید؛سپس،با روش های مختلف آن را با کلر ترکیب می کنند تا کلرید منیزیم تولید شود. کلرید منیزم حاصل را برای تهیه منیزیم به حمام الکترولیز هدایت می کنند. با این روش ،منیزیم با درجه خلوص ۷٫۹۹ در صد به دست می آید. با اضافه کردن عناصری مانند آلومینیم ،روی ،منگنز،مس و سیلیسیم به منیزیمف می توان آلیاژهای متنوعی را تولید کرد.آلیاژهای منیزیم دارای استحکام زیاد و وزن سبکی هستند. این آلیاژها را معمولا به وسیله ابزار های براده برداری بهتر از انواع فلزات دیگر می توان براده برداری کرد. به عنوان مایع خنک کننده  باید از مایع خنک کننده رقیق استفاده کرد که در آن آب وجود نداشته باشد(مانندروغن متهفروغن چغندر)؛در غیر این صورت ،باید حتما آن را خشک براده برداری کرد.چون براده های ظریف این آلیاژها به راحتی آتش می گیرند،لذا لازم است برای خاموش کردن آن ها از ماسه یا براده های چدن استفاده شود.برای این منظور ،هرگز از آب استفاده نکنید زیرا به آتش دامن می زند وآن را به طور ناگهانی شعله ور می سازد.آلیاژ های منیزیم را نیز به دو گروه  آلیاژهای خمیری و ریختگی تقسیم می کنند. شایان ذکر است که در تغییر فرم بدون براده برداری آلیاژهای خمیری،لازم است ابتدا آن ها را تا حدود c300 گرم کرد.آلیاژهای منیزیم به سرعت تحت تاثیر عوامل جوی قرار می گیرند و به همین دلیل ،باید روی آن ها را با قشری محافظ پوشش داد.نوعی آلیاژ منیزیم که ۹۰ در صد منیزیم داشته و علاوه بر آلومینیم،روی یا منگنز نیز به همراه دارد به نام تجارتی «الکترون» معروف است.   برلیم(Be) برلیم فلزی است سخت و شکننده به رنگ سفیدنقره ای.از این فلز در تهیه آلیاژهای مس- بریلیم،شمع هواپیماها،بوته های ذوب پوشش منعکس کننده آئینه های خورشیدی و مخروط دماغه موشک ها استفاده می شود.برای تهیه این فلز سنگ معدنی آن را با احیای شیمیایی به صورت کلوخه های کوچک متبلور در می آورند و با ذوب مجدد آن ها گرد بریلیم به دست می آید. این گرد با روش متالورژی پودر و نوردکاری گرم به قطعه تبدیل می شود.قیمت بریلیم در حد یک فلز قیمتی است و کاربرد عمده آن در سخت کردن مس و نیکل در مفرغ های برلیم است. همچنینکاربرد وسیعی در صنایع نظامی ،الکترونیکی و اتمی دارد.قابلیت هدایت حرارتی  فوق العاده قابلیت هدایت برقی خوبی دارد.ورق نازک آن به ضخامت ۰۱۲۵/۰ میلیمتر در لامپ های خلا به کار برده می شود.آلیاژهای مس به همراه بریلیم (۳ درصد)در یاتاقان لکوموتیو،فنر،ابزارهای ضد جرقه و قالب های پلاستیک کاربرد دارند.آلیاژ بریلیم نیکل(۹/۱ درصد بریلیم،۵/۰ درصد منگنز و بقیه نیکل)دوام چشم گیری در برابر پیچش دارد و در ساختن فنر ها مورد استفاده قرار می گیرد. تیتانیم(Ti)تیتانیم فلزی است نقره فام مایل به خاکستری.سبکی وزن و مقاوم به خوردگی و سایش و استحکام زیاد آن موجب کاربرد آن در وسایل هواپیما،سفینه های فضایی،وسایل نظامی و لوازم جراحی شده است.آلیاژهای تیتانیم دار ماده اصلی ساختمان هواپیماهای ما فوق صوت است. روش تهیه تیتانیم : سنگ معدن تیتانیمبه صورت اکسید تیتانیم(Tio2) و اکسید آهن دار تیتانیم(FeTiO2)معمولا در کشور های استرالیا ،هندوستان و نروژ و کانادا یافت می شود.برای تهیه تیتانیم ،ابتدا سنگ معدن ان کلریزه می کنند تا کلرید تیتانیم به دست آید؛سپس به کمک منیزیم،تیتانیم به فرم اسفنج حاصل می شود. باذوب مجدد تیتانیم اسفنجی در کوره قوس الکتریکی تیتانیم به دست می آید. ویژگی ها و کاربرد تیتانیم : تیتانیم استحکامی معادل فولادهای خوب ساختمانی دارد و استحکام خود را تا دمای C400 نیز حفظ می کند. از این فلز به عنوان فلزآلیاژی در فولادها وهمچنین آلیاژهای آلومینیم مورد استفاده در صنایع هواپیما سازی  استفاده می گردد.کاربید تیتان در تهیه فلزات سخت مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژهای تیتانیم آلیاژهای تیتانیم دارای ۵ تا ۷ در صد آلومینیم هستند و بر حسب مورد استفاده ممکن است دارای ۵/۲ درصد قلع،۴درصد وانادیم یا مولیبدن نیز باشند.این آلیاژها در مقابل  خوردگی مقاومت خوبی دارند.جرم مخصوص آن ها کم (KG/DM345/4 )است و استحکام کششی بالایی(N/mm21000تا۷۰۰) برخوردارند، به همین دلیل از این آلیاژها در صنایع هواپیمایی،شیمیایی و کاغذ سازی استفاده می شود.آلیاژهای تیتانیم در تهیه پره های توربین ها ،بدنه هواپیماهای ما فوق صوت،آنتن های رادار،اتومبیلهای کورسی،بدنه تانک ها،کله گی نگهدارنده پروانه هلیکوپترها کاربرد دارند. آلیاژهای تیتانیم را می توان با سرعت برش های کم(۱۰ تا۲۰ متر بر دقیقه در تراش کاری،۴تا۸ متر بر دقیقه در سوراخ کاری)و با جریان زیاد مایع خنک کننده براده برداری کرد. Posted in فلـــزات غیــر آهنــی | Tagged فلزات غیر آهنی سبک | Leave a reply آلیاژهای غیر آهنی Posted on 2012/07/29 by مدیر سایت Reply در این پست به معرفی غیرفلزات و آلیاژهای غیر آهنی میپردازیم مواد (آلیاژهای غیر آهنی – غیر فلزات) آلیاژهای غیرآهنی آلیاژ غیرآهنی آمیزه‏ای از دو یا چند فلز غیر از آهن است. نتیجه چنین آمیزه‏ای معمولاً مخلوطی مکانیکی است ولی ممکن است به روش شیمیایی آمیخته شده باشند. از نظر خواص مخلوط حاصل ممکن است فلزی جدید تلقی شود. تعداد آلیاژهای ممکن نامحدود است. در این جا بعضی از آلیاژهای مهم تر معرفی می‏شوند.     برنج: آلیاژ برنج در گونه‏های متنوع آلیاژ زردرنگی است که از آمیختن مس و روی در نسبت های مختلف تشکیل می‏شود. در بعضی از انواع برنج درصد کمی قلع، سرب و دیگر فلزات نیز موجود است. به‏طورکلی ساختار ترکیبی برنج با رنگ دلخواه آن تعیین می‏شود. درصد روی در انواع مختلف برنج به شرح زیر است: قرمز ۵% برنزی ۱۰% پرتقالی روشن ۱۵% زرد مایل به سبز ۲۰% زرد ۳۰% سفید مایل به زرد ۶۰% برنج ممکن است به دو دسته پربرنج و کم‏برنج طبقه‏بندی شود؛ به این معنی که آلیاژ نوع اول دارای درصد زیاد و آلیاژ نوع دوم دارای درصد کمی مس است. برنج های نامبرده با ۳۰ تا ۴۰ درصد روی برای نوردکاری سرد و آلیاژهای کم‏برنج با ۳۷ تا ۴۵ درصد روی برای نوردکاری گرم مناسب هستند. برنج های تجارتی با نوردکاری سرد به درجات مختلفی از سختی می‏رسند و در سه دسته ربع- سخت و تمام- سخت طبقه‏بندی می‏شوند. مقاومت کششی برنج براساس ساختار ترکیبی و چگونگی آب دادن آن متغیر است. بُرنز: این آلیاژ غیرآهنی، آلیاژی از مس و قلع است. بسیاری از برنزهای مخصوص اجزاء تشکیل دهنده دیگری هم دارند. هرچه نسبت قلع بیشتر از ۵ درصد باشد آلیاژ برنز شکننده‏تر است. در بعضی موارد به‏جای برنج از برنز استفاده می‏شود زیرا دارای ظاهر بهتر و استحکام بالاتر است. برای نوردکاری سرد برنز و تبدیل آن به مفتول، آلیاژ برنز باید دارای ۱ تا ۶ درصد قلع باشد. اگر قرار باشد آلیاژ برنز در شرایط دمای سرخ کار کند باید دارای ۶ تا ۱۵ درصد قلع باشد. درصدهای تعیین شده  قلع برای کاربردهای زیر عبارتند از: قطعات ماشین ۹ تا ۲۰ درصد؛ برنز ناقوس ۲۰ تا ۳۰ ذرصد؛ برنز تزیینی ۳ تا ۱۰ درصد. تعدادی برنز مخصوص مانند فسفر برنز، منگنز برنز، برنز توپ و برنز دریایی هم وجود دارد که به دلیل متفاوت بودن خواصشان کاربردهای ویژه دارند. آلومینیوم: گرچه هیچ محدودیتی برای تعداد آلیاژهای آلومینیومی قابل تولید وجود ندارد ولی ملاحظات تولید تجارتی ایجاب می‏کند که تعداد آلیاژها حتی‏الامکان کم باشد تا ترکیبات ضروری خاصیتها براساس نیاز صنعت تأمین شود. عناصری که معمولاً در تولید آلیاژهای ریختگی آلومینیوم به کار می‏روند عبارتند از: مس، سیلیسیم، منیزیم، نیکل، آهن، روی و منگنز. استحکام آلومینیوم با اضافه کردن مقدار مناسبی از این عناصر افزایش می‏یابد. برای مثال آلیاژهایی که حاوی نسبت مناسبی از منیزیم، به‏عنوان سخت‏کننده، باشند نسبت به آلیاژهای آلومینیوم- سیلیسیم از مقاومت بیشتری در برابر خوردگی برخوردارند. قطعات ریختگی آلیاژ آلومینیوم در قالب های ماسه‏ای و نیز در قالب های همیشگی فلزی ریخته می‏شوند. به‏علاوه، بعضی از آلیاژها در ماشین های قالبریزی تحت فشار هم که در آن ها نیز از قالب های فلزی استفاده می‏شود ریخته‏گری می‏شوند. در جاهایی که تعداد زیادی قطعات ریختگی مشابه مورد نیاز باشد قالب های دائمی یا ماتریس ها کاربرد بیشتری دارند. کمترین تعدادی که تولید قالب فلزی یا ماتریس را توجیه می‏کند سخت به طبیعت ریخته‏گری بستگی دارد. فلز بابیت: بابیت آلیاژی است از قلع، آنتیموان و مس که در سال ۱۸۳۹ طلاسازی از بوستون به نام ایزاک بابیت آن را کشف کرد. دولت ایالات متحده آمریکا مبلغ ۲۰۰۰۰ دلار برای امتیاز حق استفاده از فرمول بابیت در کارهای دولتی و نیز انجمن خیریه مهندسان مکانیک ماساچوست در سال ۱۸۴۱ مدال طلایی به او اعطاء کردند. فرمول بابیت بسیار خوب است ولی متأسفانه مسأله رقابت و گران بودن مواد، تولید تقلبی این فلز را رواج داده است و فرمول اصلی آن همیشه دنبال نمی‏شود مگراینکه قرار باشد آلیاژ در معرض آزمون و تجزیه شیمیایی قرار بگیرد.   دیگر آلیاژهای غیرآهنی، بعضی از این آلیاژها کاربردهای ویژه‏ای در صنعت دارند. فلز مونل: آلیاژی است از مس و نیکل و درصد کمی آهن. نقطه ذوب آن ۱۳۶۰ درجه سانتی گراد است و در دماهای میان ۷۴ تا ۵۹۳ درجه سانتیگراد چکش کاری می‏شود. یکی از کاربردهای مهم فلز مونل در ساخت پروانه کشتی‏هاست. فلز مونتز: آلیاژی است دارای ۶۰ درصد مس و ۴۰ درصد قلع و در مواردی که ورق سخت برنجی مورد نیاز باشد از این فلز استفاده می‏شود. برنز دریایی: آلیاژی است دارای ۵۸ تا ۶۰ درصد مس، در حدود ۴۰ درصد روی و درصد کمی آهن، قلع و سرب. مقاومت کششی آن در حدود ۴۲ کیلوگرم بر میلیمترمربع (۶۰۰۰۰ پوند بر اینچ‏مربع) است. فلز دلتا: از نظر خواص و ساختار ترکیبی مانند برنز دریایی است. فلز سفید: تعبیری است که به آلیاژهایی مختلفی که عمدتاً شامل روی و قلع یا روی، قلع و سرب باشند اطلاق می‏شود. از این فلز در ساخت یاتاقان ها استفاده می‏شود. تانتانگ: نام تجارتی مجموعه آلیاژهایی است که از سختی، مقاومت و استحکام بالایی برخوردار و در برابر سایش، حرارت، ضربه، خوردگی حتی در دماهای بسیار بالا مقاوم هستند. این آلیاژها به‏طور عمده ترکیبی از کبالت، کرومیوم و تنگستن همراه با تانتالوم یا کُلُمبیوم کارباید و دیگرترکیبات اضافی هستند. تانتالوم کارباید یا کُلُمبیوم کارباید، آلیاژ را از ضریب اصطکاک پایین و از عمل روغن کاری خودکار که سایش را به حداقل می‏رساند، بهره‏مند می‏سازد. یکی از این آلیاژها تانتانگ G است که به‏طور گسترده در ساخت رنده‏های نوک تیز ماشین‏تراش و تیغه‏فرزها و تیغچه‏های صلب به کار می‏رود. این آلیاژ به‏صورت میله و شمش موجود است که می‏توان از آن ها در ساخت تیغه‏های ابزار استفاده کرد یا آن ها را تبدیل به ابزار دستگاه های منگنه (سوراخ‏کن)، غلتک ها، مته‏ها و دیگر ابزار مخصوص یا قطعات ضدسایش کرد.   غیرفلزات پلاستیک ماده‏ای غیرفلزی است که می‏توان آن را در اشکال پیچیده قالب‏ریزی کرد. صدها محصول پلاستیکی در بازار موجود است و محصولات جدیدی نیز مدام روانه بازار می‏شوند. باکلیت: یکی از نخستین فراوردهای غیرفلزی است و کاربردهای بسیار دارد. این ماده یک فِنُل صمغی است و از مقاومت مکانیکی بالایی برخوردار است. فورمیکا: فراورده ی پلاستیکی ورقه مانندی است که کاربردهای فراوان دارد. این محصول را می‏توان در هر اندازه و شکل دلخواه از جمله لوله‏ای، شمشی، میله‏ای، ورقه‏ای و غیره خریداری کرد. بسیاری از فراورده‏های دیگر پلاستیکی مانند استات، وینیل، نایلون، پلی‏اتیلن، تفلون و غیره در بازار یافت می‏شوند. همه این فرآورده‏ها دارای خواصی هستند که آن ها را برای کاربرد خاص یا انواعی از کاربردها مناسب می‏سازد.        Posted in فلـــزات غیــر آهنــی | Tagged آلیاژهای غیر آهنی | Leave a reply فلزات غیرآهنی Posted on 2012/07/29 by مدیر سایت Reply در این پست به معرفی فلزات غیر آهنی مثل مسی روی … میپردازیم مواد (فلزات غیرآهنی-فلزات دیرگداز) فلزات غیر آهنی: منظور از فلزات غیرآهنی همه فلزات به جز آهن است. علاوه بر فلزاتی که بیشتر هم نام برده‏ایم فلزات غیرآهنی مهم عبارتند از: مس، روی، قلع، آنتیموان، سرب و آلومینیوم. مس: این فلز هم خود و هم آلیاژهای فراوانش مانند برنج و برنز بسیار سودمندند. مس به رنگ قرمز متمایل به قهوه‏ای است و فلزی نرم و چکشخوار، بسیار مقاوم و یکی از بهترین رساناهای گرما و الکتریسیته است. مس خالص در ۱۰۸۲ و مس تجارتی در ۱۰۶۰ درجه سانتیگراد گداخته می‏شوند. مقاومت مس با افزایش دما از ۲۰۰ درجه سانتیگراد به بعد به سرعت کاهش می‏یابد و در دمای حدود ۵۰۰- ۴۰۰ به نصف می‏رسد. خاصیت رسانایی گرمایی مس از همه فلزات به جز نقره بیشتر است و رسانایی الکتریکی آن به نقره نزدیک است. روی: این فلز در دمای معمولی شکننده و در دمای ۱۵۰- ۱۰۰ درجه سانتیگراد نرم و چکشخوار است و در دمای ۲۱۰ درجه باز شکننده می‏شود. هرگاه روی برای پوشش‏کاری مخازن آب یا لوله‏های آهنی انتقال آب و نیز ورقهای ساخت مخازن آب به کار رود اگر آب سبک و دارای اندکی اسید باشد به تدریج خورده و از روی جداره زدوده می‏شود. این فلز اگر در معرض هوای مرطوب قرار گیرد از جلا می‏افتد و در تماس با غبار و دوده و رطوبت دچار خوردگی می‏شود. روی برای ساخت شیروانی ها و ناودانی ها به کار می‏رود. ورق نورد شده  نازک روی به دلیل سبک بودن و آسانی جابه‏جایی برای پوشش سقف مناسب است.   قلع: نقطه ذوب قلع ۲۳۲ درجه سانتیگراد است. این فلز نرم و چکشخوار است و در دمای ۱۰۰ درجه (نقطه جوش آب) به آسانی کشش می‏یابد و به مفتول تبدیل می‏شود. مقاومت آن اندک است ولی به دلیل نرمش و چکشخواری بسیار آن به آسانی نورد می‏شود و به صورت ورق بسیار نازک درمی‏آید. قلع به دلیل مقاومت بسیار در برابر خورندگی هوا و رطوبت به عنوان پوشش محافظ بر روی قطعات آهنی و مسی و نیز برای پوشش‏کاری لوله‏های سربی انتقال آب آشامیدنی به کار می‏رود. آنتیموان: این فلز مانند قلع سخت شکننده است. به آسانی با فلزات دیگر درمی‏آمیزد و‏ آلیاژهایی تشکیل می‏دهد که بسیار پرکاربردند. سرب: در صنعت لوله‏کشی فلزات دیگر جای سرب را سخت گرفته‏اند. سرب سنگینترین فلز معمولی است و در ۳۲۷ درجه سانتیگراد گداخته می‏شود. سرب به اندازه‏ای نرم است که می‏توان آن را با چاقو برید؛ نرم و چکشخوار است ولی در مقایسه با دیگر فلزات رسانای گرمایی یا الکتریکی خوبی نیست. مقاومت کششی آن اندک است و همراه با دیگر فلزات برای ساخت آلیاژ یاتاقان ها و نیز آلیاژ لحیم فراوان به کار می‏رود. بیسموت: این فلز به دلیل برخورداری از دو خاصیت سرشناس است: ۱- وزن مخصوص آن در زیر فشار کاهش می‏یابد ۲- با کاهش دما انبساط می‏یابد. نقطه ذوب بیسموت حدود ۲۷۰ درجه سانتیگراد است. این فلز اغلب همراه با آنتیموان برای ساخت حروف چاپ و تحریر به کار می‏رود زیرا بیسموت در هنگام انجماد مذاب قالب حروف را یکسره پر می‏کند. آلومینیوم: این فلز سبکترین فلز معمول است. آلومینیوم در طبیعت به شکل هیدرات ها و سیلیکات های آلومینیوم موجود است ولی تولید تجارتی آن به روش الکتریکی از سنگ های معدنی کریولیت و بوکسیت صورت می‏گیرد. این فلز بر اثر عوامل جوی یا تماس با آب تازه خورده نمی‏شود و در برابر اسید نیتریک هم مقاوم است ولی نمکهای آب دریا و اسید سولفوریک رقیق آن را حل می‏کنند. آلومینیوم نرم و چکشخوار است و رسانای گرمایی و الکتریکی خوبی هم هست. انبساط گرمایی آلومینیوم اندکی بیش از دو برابر فولاد و چدن است.   فلزات دیرگداز: تانتالُم، تنگستن و مولیبدن با نقاط ذوب بالای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد فلزات دیرگداز نامیده می‏شوند. به دلیل نقاط ذوب بالا و خاصیت واکنش‏پذیری آن ها در دماهای بسیار بالا این فلزات به جای روش ذوب و گداخت (استخراج فلز از سنگ معدن به یاری حرارت) به شیوه متالورژی پودر تولید می‏شوند. پودر فلزی با پرس هیدرولیک متراکم و تبدیل به شمش هایی با اندازه و شکل مناسب برای فرایندهای بعدی می‏شود. شمش های برداشته شده از زیر پرس مانند گچ ترد و شکننده هستند. ولی در فرایند پخت خشک تبدیل به فلزی مقاوم می‏شوند. عمل پخت خشک، حرارت دادن شمش ها در درون کوره‏های خالی از هواست. این عمل موجب می‏شود که ذرات پودر به هم جوش بخورند بدون آن‏که ذوب شوند و در پی آن رشد بلورین منظم فلزی در شمش آغاز می‏شود. پیشرفت عملیات شکلدهی، ساخت و شیوه‏های جوشکاری موجب افزایش کاربرد این فلزات شده است. ساخت مصالح لوله‏ای شکل بدون درز و به فراخور در آوردن فرایند جوش قوس الکتریکی گاز خنثی با جوشکاری تانتالم و مولیبدن برای آسان کردن آن نمونه‏هایی از این موفقیت هستند. تنگستن و مولیبدن: تنگستن و مولیبدن پرکاربردترین فلزات از میان ده فلز دیرگداز هستند. تنگستن دارای بالاترین نقطه ذوب در میان همه فلزات است. بیشتر کاربردهای این دو فلز ناشی از نقاط ذوب بالا و توانایی استحکام‏پذیری و سفت شدن آن ها در دماهای بالا است. در لامپهای الکترونیکی از تنگستن برای سیم منور، سیم‏پیچ حرارتی، آنُد (الکترودوست) و آب‏بندان شیشه استفاده می‏شود. از مولیبدن نیز در ساخت شبکه‏ها و توریها، آنُدها و قطعات تکیه‏گاهی استفاده می‏شود. تنگستن و مولیبدن در ساخت اتصالات الکتریکی شمع خودرو، لرزانه‏ها، رله‏های تلگراف و دیگر وسایلی که در آن ها از قطعات اتصالی به‏طور مداوم استفاده می‏شود به کار می‏روند. در ساخت اتصالات ممکن است از فلزات خالص استفاده شود ولی این فلزات را می‏توان همراه با نقره و مس نیز به کار برد تا آلیاز آن ها از کیفیت بالای مقاومت در برابر قوس الکتریکی هم برخوردار باشد. تنگستن عنصر اصلی فلز Fansteel 77 است. این فلز ماده سنگینی است که از نظر چگالی نزدیک به تنگستن ولی به راحتی قابل ماشینکاری است. از فلز Fansteel 77 در ساخت روتورها، چرخ های طیار، وزنه‏های تعادل و دیگر قطعات کنترلی دوار در جاهایی که وزن یا اینرسی (ماند) بیشتر همراه با استحکام بالا برای نصب محدود مورد نیاز باشد استفاده می‏شود. تنگستن و مولیبدن هر دو به عنوان عناصر گرم‏کننده در کوره‏های الکتریکی با دمای کار ۱۶۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد به کار می‏روند. دامنه تغییرات دمای کار این فلزات نسبت به آلیاژهای کروم- نیکل بالاتر است. پیشرفت استفاده از پوشش سیلیسیی برای عناصر گرم‏کننده مولیبدنی امکان کاربرد مولیبدن را در دماهای بالای ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد فراهم ساخته است. از الکترودهای تنگستنی برای نگاهداری قوس در جوشکاری گاز بی‏اثر هیدروژن اتمی استفاده می‏شود. میزان مصرف الکترودهای تنگستنی به دلیل بالا بودن نقطل ذوب و پایین بودن فشار بخار فلزی آن ها در هنگام کاربرد در فضای هیدروژنی، آرگونی یا هلیومی بسیار اندک است. از عناصر گرم‏کننده تنگستنی و مولیبدنی در تجهیزات خلاء برای رسوب دادن پوششهای فلزی یا غیرفلزی نازک روی اشیاء به روش تبخیر هم استفاده می‏شود. فرآورده‏هایی که به این روش روکش کاری می‏شوند عبارتند از: آینه‏ها، لامپ های تلویزیون، کاسه چراغ های جلو خودروها، عدسی های عکاسی و بسیاری اقلام مشابه دیگر. تنگستن و مولیبدن به صورت شمش های چهارپَر، ورق و تختال، میلگرد، مفتول و پودر فلزی تولید می‏شوند. لوله‏های بدون درز مولیبدنی در قطرها و ضخامتهای گوناگون و تنگستن کار باید هم به شکل پودر به بازار عرضه می‏شوند. تانتالوم: تانتالوم عنصری است که دارای بیشترین مقاومت در برابر خوردگی و آسیب شیمیایی است. کمتر اسیدی است که کوچکترین اثری روی تانتالوم داشته باشد. تانتالوم در دماهای بالا توانایی جمع‏آوری گازهای باقیمانده در لامپ های الکترونیکی را دارد. از دیگر خواص مطلوب تانتالوم برای این کاربرد نقطه ذوب بالا، فشار بخار پایین، انبساط حرارتی و آسانی ساخت آن است. سومین خاصیت مهم تانتالوم توانایی آن در شکل دادن فیلمهای آندی بسیار پایدار است. این خاصیت همراه با مصونیت آن در برابر خوردگی ناشی از الکترولیت ها اساس کار یکسوسازها، بازدارنده‏ها و خازن های الکترولیتی تانتالومی است. کُلُمبیوم: فلزی مقاوم در برابر خوردگی است که در سنگ معدن همراه تانتالوم یافت می‏شود. خواص عمومی کلمبیوم شبیه به تانتالوم ولی یک درجه خفیف تر از آن است. بیشتر فلزات برخوردار از نقطه ذوب بالا شکننده هستند و شکل دهی و ساخت آن ها دشوار است. تانتالوم و کلمبیوم استثناء هستند. این دو فلز به اندازه فولاد نرم، چکشخوار و شکل پذیر هستند و همه عملیات کششی، نوردکاری و شکلدهی در حالت سرد روی آن ها انجام می‏شود. به دلیل کارپذیری ساده تانتالوم و مصونیت آن در برابر خوردگی از این فلز برای جاگذاری در بدن انسان در طی عملیات جراحی بسیار استفاده می‏شود. شکاف ها در بدن با سیم تک رشته‏ای یا بافته شده تانتالومی بخیه می‏شوند. اعصاب منفصل با سیم و ورقه نازک تانتالومی ترمیم می‏شوند. از صفحه تانتالومی در ترمیم آسیب های جمجمه سر و از گاز پانسمان بافته شده از تانتالوم در عمل جراحی فتق استفاده می‏شود. خازن های تانتالومی دیرگاهی است که در خدمت تلفن هستند و روند تازه گرایش به ساخت سازهای مینیاتوری همراه با ظهور تلویزیون و دیگر کاربردهای الکترونیکی کاربرد خازن های تانتالومی را بسیار افزایش داده است. این خازن ها از ورق یا لایه‏های نازک فلز تانتالوم ساخته می‏شوند. تانتالوم و کلمبیوم به صورت شمش های چهارپر، میلگرد، ورق و تختال، مفتول، پودر و کارباید (ترکیب کربن با فلز) در دسترس هستند. لوله‏های تانتالومی در قطرهای مختلف به صورت بدون درز، جوش لب‏به‏لب یا درز جوش موجود هستند. توصیه می‏شود برای عملیاتی که با کلر یا ترکیبات آن از جمله اسید هیدروکلریک سروکار داشته باشند از تجهیزات تانتالومی استفاده شود. تانتالوم واکنشی با عناصر بُرُم، یُد، یا دیگر ترکیبات آنها انجام نمی‏دهد. تانتالوم همراه با اسید نیتریک یا اسید سولفوریک، پراکسید هیدروژن و تعداد زیادی اسیدهای دیگر، و نیز با ترکیبات آلی و غیرآلی و نمک ها در شرایطی که هر فلز دیگر ممکن است به سرعت خورده شود یا خلوص ماده آزمایش شده از میان برود فراوان به کار می‏رود.    Posted in فلـــزات غیــر آهنــی | Tagged فلزات دیرگداز, فلزات غیرآهنی | Leave a reply
+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:44 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


مس (cu)

مس (cu) :

مس خالص فلزی است نرم، سمج با قابلیت انبساط زیاد. مقطع شکسته آن به رنگ قرمز و رگه دار بوده و مانند ابریشم براق الکتریکی و حرارتی آن خوب و در مقابل خوردگی و حرارت مقاوم است. مس در مجاورت هوای مرطوب با اسید کربنیک موجود در هوا ترکیب می شود و در روی آن قشر نازکی به رنگ سبز به نام زنگار (کربنات مس) تشکیل می گردد و همین قشر نازک است که بقیه فلز را در مقابل تاثیر عوامل جوی محافظت می کند. مس در مقابل اکثر اسیدها حساس است و مخصوصا از تاثیر سرکه (اسد استیک) بر روی آن قشر سبز رنگی (استات مس) به وجود می آید که فوق العاده سمی است: به همین دلیل ظروف موادغذایی را با قشر نازکی از قلع اندود می کنند و مورد استفاده قرار می دهند.

منابع عظیم مس سرچشمه با ۸۵۰ میلیون تن سنگ معدن ، ایران را به عنوان یکی از مهمترین تولدکنندگان جهانی مس معرفی کرده است.

موارد استفاده: از مس برای تهیه انواع سیم، شمش، لحیم کاری، کویل های حرارتیو برودتی، پوشش بام ها، قطعات تزئینی و آلیاژهای مس (برنج و برنز و مفرغ) استفاده می شود.

سنگ های معدنی مس: مس در طبیعت بندرت به صورت خالص وجود دارد و معمولا به صورت سنگ های اکسیده (مس و اکسیژن) در سطح زمین و سنگ های سولفوره (مس، آهن و گوگرد) در عمق بیشتری از قشر زمین قرار گرفته است. قسمت اعظم سنگ های سولفوره تشکیل می دهند.

سنگ های مس ممکن است عناصر فلزی یا غیر فلزی دیگری نیز به همراه داشته باشند. سنگ های مس معمولا ۱تا ۴ درصد مس خالص دارند ولی امروزه عیار پذیرفتنی استخراج مس معادن روباز ۴% درصد و معادن زیر زمینی ۷% درصد مس است.

در بسیاری از نقاط کشور ایران مس وجود دارد. امروزه با توجه به حفاری های جدید، تنها میزان کل معدن سرچشمه به ۱۲۲۳ میلیون تن سنگ مس با عیار ۶۹% درصد تخمین زده می شود که طی ۲۰ سال آینده به ۳۶۶ میلیون تن با عیار ۲/۱ درصد رسید.

در جدول ۱-۵ نمونه هایی از سنگ معدنی مس و عیار آن ها مشاهده می کنید.

جدول ۱-۵- سنگهای معدنی مس

 

 

 

نوع ترکیب سنگ معدنی

نوع سنگ مس

علامت شیمیایی

درصد مس

سولفور مس

سنگ مس قرمز

Cu O

88

 

سنگ مس درخشان

Cu S

80

 

سنگ مس رنگین

Cu feS

58

 

سنگ مس شنی

CufeS

35

 

تهیه مس : استفاده مستقیم از سنگهای معدنی مس به دلیل کم عیار بودن آنها ، مقرون به صرفه نیست و لازم است ابتدا آنها را تغلیظ و پرعیار کرد. برای این منظور ، از روش هایی مانند خورد کردن با سنگ شکن، آسیاب کردن ساچمه ای، شستشو دادن و شناور کردن (فلوتاسیون ) استفاده می شود. سنگ مس باقی مانده به صورت ترکیبات اکسیژن دار یا گوگرد دار به دست می آید.

اگر سنگ مس باقی مانده دارای ترکیبات اکسیژن دار باشد، مستقیما برای عملیات ذوب تصفیه حمل می شود و چنانچه دارای ترکیبات گوگرددار باشد، ابتدا با تشویه (برشته کردن) سنگ مس ، گوگرد موجود در آن را کم می کنند و مات با عیار مورد نظر را به دست می آورند. گفتنی است که هنگام جدا شدن گوگرد ، اکسیژن جانشین آن می شود و سنگ مس گوگرددار را به صورت اکسید مس در می آورد ولی آهن و سایر فلزات موجود در آن به صورت اکسید باقی می ماند. البته هنوز هم مقدار کمی از این عناصر به صورت ترکیب با گوگرد باقی می ماند.

تشویه ساده سنگ مس در کوره های گردان (شکل ۲-۵) یا کوره های بشقابی (شکل ۳-۵) انجام می گیرد.

امروزه روش تشویه معلق به دلیل داشتن ظرفیت زیاد، سرعت عمل و حذف کامل گوگرد جایگزین سایر روشها شده است. در این روش ، بار کاملاً نرم شده از دریچه ای وارد راکتور  با درجه حرارت ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد شده و با هوا که از قسمت پایین وارد رآکتور می شود، به طور کامل تماس می گیرد و به سرعت تشویه می شود.

در این روش انرژی سوخت تنها در ابتدای کار و برای راه اندازی راکتور لازم می شود و پس از راه اندازی ، انرژی حاصل از واکنش ، انرژی لازم برای ادامه کار را تامین می کند.

گازهای خروجی از بالای راکتور ، فبار خود را به یک سیکلون و سپس غبارگیر می دهند و چون هنگام خروج از غبارگیر حاوی مقداری گاز SO هستند، برای ساختن اسید سولفوریک مورد بهره برداری قرار می گیرند.

بار تشویه شده از سیلکون و غبارگیر به دست می آید.

حال آنکه باید ترکیب مس حاصل از روشهای بالا را احیاء کرد. برای این منظور اگر سنگ مس دارای قطعات درشتی باشد، آنها را به کوره قائم حمل می کنند تا به همراه کک، آهک و کواتزیت (به عنوان مواد سیاله و گدازآور)  وارد کوره شوند. طرز کار این کوره مانند کوره بلند (ذوب آهن) است.

اگر سنگ مس به صورت قطعات کوچک باشند و گوگرد و آهن نیز به همراه داشته باشند، آن را در کوره شعله ای مسطح احیاء می کنند. در اینجا نیز مواد سیاله و گدازآور افزوده می شود.

مات مس مذابی که از کوره های بال به دست می آید، ترکیبات بهتری دارد ولی عیار آن کم (در حدود۵۰% درصد)است. حال مات مس مذاب را به کنورتری حمل می کنند که درآن به وسیله دمیدن هوا به درون مذاب ، ناخالصی های سوخته یا جذب سرباره می گردد. در نتیجه مس با درجه خلوص ۹۹% درصد به دست می آید.

مس خام حاصل از کنورتر هنوز ناخالصی های فلزی و غیر فلزی به همراه دارد. برای جداکردن آنها از کوره شعله ای به کوره های پالایش یا تصفیه معروف هستند، استفاده می شود. در این کوره ها، ناخالصی های اکسید شده جذب سرباره می گردد یا تبخیر می شود. مسی که از این کوره به دست می آید به نام مس سیاه معروف است و درجه خلوص ۸.۹۹ % درصدی دارد.

مس مذاب حاصل را پس از خروج از کوره، درون قالب های فلزی می ریزند و پس از سردشدن ، آن را که به صورت ورق های ضخیم یا بلوک های مسی است، برای تهیه نیمه ساخته ها حمل می کنند. اگر مس با درجه بیشتری مورد نیاز باشد، مس خام مذابی را که از کنورتر یا کوره تصفیه به دست می آید درون قالبهای فلزی می ریزند و پس از سرد شدن ، آن را که به فرم ورق (با ضخامت ۴ تا ۵ سانتیمتر و ابعاد تقریبی ۱متر در ۱ متر ) است برای تصفیه بهتر به حمام الکترولیز حمل می کنند.

  در این روش ، از سولفات مس به عنوان مایع محرکه (الکترولیت) استفاده می شود و یک صفحه مس خالص به قطب منفی (کاتد) دستگاه وصل می کنند: به قطب مثبت (آند) نیز صفحه ریخته شده از مس خام بسته می شود.

در اثر عبور جریان مستقیم برق از درون مایع ، ذرات مس خالص بتدریج از قطب مثبت جدا می شود و بر روی قطب منفی دستگاه می نشیند. ان عمل تا آنجا ادامه می یابد که مس خام متصل به قطب مثبت دستگاه (آند) ، بتدریج تفکیک شده و مس آن جذب قطب منفی می شود و ناخالصی های آن نیز در ظرف ته نشین می گردد.

با این روش می توان مس با درجه خلوص ۹۹.۹۹ درصد را تهیه کرد.

خواص مکانیکی و تکنولوژیکی مس: مس فلزی نرم و چکش خوار است و عملیات مکانیکی در خواص آن تغییر ایجاد می کند.

مس خالص را می توان در قالب های ماسه ای یا فلزی ریخته گری کردو این عمل با مشکلات فراوانی همراه است و قطعه ریخته شده در قالب ، به آسانی اسفنجی می شود. برای جلوگیری از این عمل و افزایش قابلیت ریخته گری مس ، معمولاً با آن فسفر می افزایند.

مس ریخته شده به صورت صفحات ضخیم یا بلوک را می توان در درجه حرارت ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتگراد نورد کاری کرد یا به وسیله پرس کردن و عبور از ماتریس به صورت پروفیل های مختلف یا لوله های بدون درز تغییر فرم داد.

اگر قرار باشد پس از این مرحله عملیات دیگری نیز روی آن انجام گیرد، در حالت سرد بوده و در این حالت ، می توان ورق های بسیار نازک تا ۱ ۰ .۰ میلیمتر را به وسیله نورد کاری سرد و مفتول های تا قطر ۲ ۰ .۰ میلیمتر را به صورت سرد با روش کشیدن تولید نمود.

به دلیل قابلیت انبساط زیاد و نرم بودن ، می توان مس را به وسیله فشار (نوردکاری، چکش کاری و غیره) و رانش (پرسکاری) در حالت سرد تغییر فرم داد. با این عملیات، سختی و شکنندگی آن زیاد می شود و استحکام کششی آن نیز افزایش می یابد ولی در عوض، از قابلیت انبساط آن کاسته می شود.

برای برطرف کردن این تغییرات ، می توان به وسیله تاباندن آن را به حالت اولیه (از نظر سختی و شکنندگی، استحکام کششی ) برگرداند. برای این منظور ، قطعه مسی را از ۳۰۰تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرده و در آب سرد فرو می کنند. عمل سرد کردن در آب بر خلاف فولاد ها باعث سختی آن نمیشود بلکه علاوه بر باز گرداندن آن به حالت اولیه ، پوسته های اکسیدی را نیز از سطح آن جدا می کند.

اگر قطعه مسی به تغییر فرم زیاد نیاز داشته باشد، در طول مراحل فرم دادن لازم است آن را به دفعات تاباند. در این گونه موارد و همچنین در مواردی که روی قطعه مسی عملیات جوشکاری انجام می گیرد، بهتر است از مس بدون اکسیژن مانندCu-SBیا Cu- SDاستفاده شود.

مس خالص و نرم را به سختی می توان براده برداری کرد: زیرا براده جدا شده در روی لبه برنده می ماسد و ادامه عملیات براده برداری را دشوار می کند. با برگزیدن زاویه براده بزرگ برای ابزار و استفاده از مایع خنک کننده مناسب مانند نفت یا آب صابون ، می توان راحت تر از مس براده برداری کرد.

مس را می توان به خوبی لحیم نرم یا سخت کرد و با استفاده از گاز محافظ به خوبی جوشکاری نمود.

آلیاژ های مهم مس :

برنج: برنج از آلیاژهای مس و روی است و بیشترین کاربرد را در میان آلیاژهای فلزات سنگین دارد. انواع این آلیاژ حداقل ۵۰% درصد مس دارد و رنگ انواع آن از زرد و روشن تا زرد مایل به قرمز (صورتی) متغییر است و حتی از روی رنگ آن می توان درصد مس آن را تخمین زد. در صورتی که به مقدار مس بتدریج به رنگ مس نزدیکتر می گردد. هر چه مقدار مس موجود در آلیاژ بیشتر باشد، به همان نسبت قابلیت تغییر فرم بدون براده برداری آن افزایش می یابد. آلیاژهای مس روی را به دو گروه آلیاژهای و خمیری تقسیم می کنند.

الف- آلیاژ های ریختگی مس و روی (برنج ریختگی): این آلیاژها را می توان بخوبی (از شمش یا براده برنج) ریخته گری کرد.استحکام کششی آنها به درصد فلزات نوجود در آنها بستگی دارد (۲۰۰ تا  ۸۰۰ . قطعات ریختگی این آلیاژها از قابلیت براده برداری خوبی برخوردارند.

از نمونه این آلیاژها می توان ۳۵ CU Zn- G را نام برد. این آلیاژ را می توان در قالبهای ماسه ای و فلزی فرم داد.برای ریخته گری در قالب های فلزی و تحت فشار آلیاژ GD-Cu Zn 40 Al بسیار مناسب است.

نمونه دیگر این آلیاژ توپ است که ۸۹ درصد مس ،۵ درصد روی،۵ درصد قلع و ۵ درصد سرب دارد، بخوبی ریخته گری می شود و به آسانی تراشکاری و پرداخت می گردد،در برابر فشار مایعات مقاوم است و در ساختن شیر ،تلمبه و قطعات کاربراتور کاربرد دارد.

ب- آلیاژهای خمیری مس و روی:این آلیاژها را ابتدا به صورت بلوک های گرد ،چهار گوش یا مستطیل می ریزند و سپس با یکی از روشهای کشیدن،نورد کاری،پرس کردن و یا کوره کاری در قالب به فرم مورد نظر در می آورند.

اضافه کردن سرب به این آلیاژها قابلیت براده برداری آن ها را افزایش می دهد و به دلیل براده های کوتاه و جهنده ای که از آن ها جدا می شود ،به آلیاژهای اتومات معروف هستند . از نمونه این آلیاژها می توان Cu Zn 40 pb 3 را نام برد.در زیر به معرفی نمونه هایی دیگر از برنج ها می پردازیم.

برنج ساده یا معمولی ۵ تا ۴۰ درصد روی به همراه دارد و پر مصرف ترین نوع برنج است. با افزایش مقدار روی در این الیاژها ،نقطه ذوب و هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی کاهش یافته و ضریب انبساط ،استحکام و سختی افزایش می یابد.

برنج سرخ دارای ۸۵ درصد مس و ۱۵ درصد روی و یکی از نرمترین و چکش خوارترین نوع برنج هاست .به مناسبت داشتن رنگ سرخ و قابلیت پرداخت عالی و مقاومت به خوردگی خوب ، دارای ارزش است و در جواهر سازی ، ساخت پلاک های مشخصات فرد ،عقربه ،ظروف کشیده شده و لوله های آب داغ مقاوم به خوردگی مورد مصرف دارد.

مفرغ جواهری ۱۰ درصد روی دارد و رنگ آن بسیار نزدیک به طلای ۱۴ عیاری است و طلای بدلی نیز ۵ درصد روی به همراه دارد.

برنج سربدار دارای ترکیبی مشابه برنج های معمولی است و از ۱ تا ۵.۳ درصد سرب دارد .سرب قابلیت تراش و خواص ضد مالش یاتاقان ها را بهبود می بخشد.

برنج قلع دار(مفرغ) آلیاژ مس و روی بامقدار کمی قلع است.قلع مقاومت در مقابل خوردگی را بهبود می بخشد.

برنج فشنگ دارای ۷۰% درصد مس و ۳۰% درصد روی است و در ساختن فشنگ ، کشش های عمیق ، ته لامپ ها، بوق ها و شیپورها مورد مصرف دارد.

 اگر درصد فلزات موجود در برنج ها به خوبی انتخاب شده باشند، می توان آن ها را با روش های مختلف براده برداری یا بدون براده برداری تغییر فرم داد.هر چه درصد مس در آلیاژ بیشتر باشد، به همان نسبت قابلیت تغییر فرم برنج بیشتر خواهد شد. برای این منظور ، آلیاژهایی با ۶۰ تا ۹۵ درصد مس مناسب است.

هر چه درصد مس در آلیاژ افزایش یابد، به همان نسبت از قابلیت براده برداری آن کاسته می شود.برای جلوگیری از کاهش قابلیت براده برداری، به آلیاژ سرب می افزایند. در این گونه مواردلازم است زاویه براده را برای ابزار از ۰ تا ۵ درجه انتخاب کرد.

شایان توجه است که استحکام و سختی برنج ها با آلیاژ کردن یا کار سرد روی آنها افزایش می یابد. اگر در اثر عملیاتی مانندخمکاری، رانش، فشاردادن یا کشش عمیق ، سختی قطعه افزایش یابد، می توان با تابانیدن آن در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد، آن را به حالت اول برگرداند.                     

آلیاژهای مس و قلع (برنز، مفرغ) : یکی از آلیاژهای مهم مس و قلع ، برنزاست. اصطلاح «برنز» به آلیاژی اطلاق می شود که عنصر اصلی آن فلزی غیر از روی و نیکل باشد.

این آلیاژها دارای ۸۳ تا۹۸ درصد، مس و ۲ تا ۱۵ درصد قلع هستند و مقداری عناصر دیگرمانندروی، سرب،نیکل، فسفر، آلومینیم، سیلیسیم، منگنز و بریلیم نیز به همراه دارند.

آلیاژ دیگر این گروه مفرغ نام دارد و آلیاژی است از مس و قلع و روی که حداقل ۶۷ درصد مس دارد و ممکن است فلزات دیگری مانندنیکل و سرب نیز به همراه داشته باشند.

امروزه بیشتر برنزهای تجارتی را با روی و سرب بهبود می بخشند و به دلیل همراه داشتن روی اغلب آنها را «مفرغ» می نامند.

برنزها در مقابل خوردگی مقاوم هستند: استحکام کششی آنها بسیار زیاد است و در مقابل اغلب آنها را «مفرغ» می نامند.

برنزها در مقابل خوردگی مقاوم هستند،استحکام کششی آنها بسیار زیاد است و در مقابل سایش  مقاومت دارند. این آلیاژها نیز در گروه ریختگی و خمیری تولید می شوند

الف آلیاژهای ریختگی برنز و مفرغ : این آلیاژها قابلیت ریخته گری خوبی دارند و در برابر آب دریا مقاوم هستند. به دلیل داشتن قابلیت لغزندگی خوب ، این آلیاژها برای مصارفی مانند پوسته یاتاقان ها، مهره پیچ های انتقال حرکت، چرخدنده حلزون و مارپیچ مناسب به نظر می رسند. پوسته یاتاقان هایی که از آلیاژ G – CuZn14 ساخته شده اند، می توانند فشار زیادی را تحمل کنند ولی سرعت محیطی محور گردنده آنها نباید خیلی زیاد باشد.

بوش هایی که از مفرغ GZ – CuSn7 ZnPb با روش ریخته گری گریز از مرکز ریخته شده باشند، دارای ویژگی های خوبی برای یاتاقان محورهای هستند که لازم است زمان کوتاهی با سرعت محیطی زیاد کار کنند. این بوش ها در زمان کوتاه ، فشاری معادل  ۸۰۰۰ را تحمل می نمایند.

اگرچه قطعات ساخته شده از آلیاژهای مس و قلع دارای قابلیت براده برداری خوبی هستند ولی هنگام براده برداری از آن ها ، سرعت برش را باید کمتر از آلیاژهای مس و روی (برنج) در نظر گرفت.

انواع مفرغ ف علاوه بر موارد استفاده یاد شده ، کاربرد دیگری نیز دارند که در زیر به شرح آنها می پردازیم:

مفرغ با قلع زیاد فقط به فرم ریختگی تهیه می شود .افزودن فسفر به مقدار کم در زمان تولد استحکام آن را افزایش می دهد .اضافه کردن قلع بر استحکام آن بیشتر از روی می افزاید لذا مفرغ ها نسبت به برنج ها استحکام بیشتری دارند .حداکثر استحکام با ۸۰ درصد مس و ۲۰ درصد قلع حاصل می شود.مفرغ فسفردار که ۲۵/۱ تا ۱۰ درصد قلع دارد دارای خواص عالی مکانیکی و قابلیت کار سرد  و مزیت اصطکاک کم است و از آن در ساختن فنرها ،دیافراگم ،صفحات نقاله و بست ها استفاده می شود.مقاومت خوردگی آن ها عالی است.

مفرغ دنده ،مفرغ قلعدار با استحکام خوب است که با فسفر اکسیژن زدایی می شود. این آلیاژها مقدار کمی سرب برای سهولت ماشینکاری و کاهش ضریب اصطکاک به همراه دارد.نوعی از این آلیاژ با ۵.۸۸ درصد مس ،۱۱ درصد قلع،۲۵.۰ درصد سرب و ۲۵.۰ درصد فسفر در ساختن چرخدنده های ساده و مارپیچ کاربرد دارد.

مفرغ های معماری یا هنری بر حسب رنگ طبقه بندی می شوند و مزایای زیادی دارند مثلاً مفرغ به رنگ قرمز تیره ۹۷ درصد مس،۲ درصد قلع،۱ درصد روی و کمی سرب دارد.

مس سکه زنی مفرغی با ۵.۹۵ درصد مس ،۷۵.۴ درصد قلع و ۲۵.۰ درصد فسفر است.نوع دیگر آن دارای ۷۵.۷ درصد قلع و خواص فیزیکی عالی است.این آلیاژ در ساخت فنرهای مارپیچ و تخت مورد مصرف دارد.

ب-آلیاژهای خمیری برنز:از این آلیاژها برای تهیه ورق ها ،نوارها،مفتول ها،لوله ها و شمش ها استفاده می شود.استحکام کششی و قابلیت انبساط این آلیاژها را می توان با روش فرم سرد و تاباندن تا حد معینی تغییر داد.به عنوان مثال ،ورقی از آلیاژها Cu Sn 6 که به نرمی تابانده شده باشد،دارای استحکام برابر      ۴۱۰ تا ۳۵۰ و قابلیت انبساط آن ۵۵ درصد است . اگر این ورق را با ویژگی های مذکور به صورت سرد غلتک کاری کنیم می توانیم استحکام آن را تا   ۷۵۰  افزایش دهیم . در این حال قابلیت انبساط آن به ۵ درصد کاهش می یابد.

از این آلیاژها برای تهیه فنرهای مقاوم در مقابل خوردگی ،فنر کنتاکت های برقی ،ممبران ها و قطعات لغزنده استفاده می شود.

آلیاژهای ریختگی مس و سرب   مس،سرب و قلع : این آلیاژها بهترین خاصیت لغزندگی را دارند و از آن ها در ساخت پوسته یاتاقان ها استفاده می شود. به دلیل وجود سرب در این آلیاژها می توان از آنها (به دلیل قابلیت کم کردن اصطکاک)در یاتاقان هایی استفاده کرد که محور گردنده آن ها در مدت زمانی کوتاه تعداد دوران بسیار زیادی دارد زیرا در این حالت برای مدت زمانی کوتاهی عمل روغنکاری قطع می شود.نمونه ای از این آلیاژها G – CuPb در یاتاقان های موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه مورد استفاده دارد.

یاتاقان هایی که از آلیاژها G-CuPb15 Sn ساخته می شوند،می توانند فشار زیادی را تحمل کنند و دوام زیادی نیز داشته باشند.

این آلیاژها در مقابل اسید سولفوریک ،اسید کلریدریک رقیق و اسیدهای چرب دارای مقاومت خوبی هستند.

 

۴-۲-۵- آلیاژ های مس و آلومینیوم : این آلیاژها ، به دلیل استحکام کششی و سماجت زیاد و دوام خوبی که در مقابل دارند، از سایر آلیاژهای این خانواده متمایز هستند: به عنوان مثال : آلیاژCuAI 8 که در ساخت وسایل و تجهیزات صنایع شیمیایی و معدن کاربرد دارد .

 با افزودن آهن، نیکل و منگنز می توان استحکام کششی این آلیاژها را با   ۸۵۰ افزایش داد. به همین دلیل می توان به عنوان مثال از آلیاژ Cu AI 11 Ni چرخدنده های مارپیچ و حلزونی را تولید کرد که باید بیشترین فشار را دندانه های آنها تحمل کنند.همچنین از آن می توان برای تهیه یاتاقان هایی که تحت تاثیر ضربه و در این حالت فشاری معادل  ۲۵۰۰۰ بر آنها وارد می آید، نیز استفاده کرد.

آلیاژهای ریختگی مانند G – CuAI8Mn به دلیل دوام در مقابل خوردگی و آب دریا ، در تهیه پروانه کشتی ، پره های توربین های آبی ، تجهیزات دستگاههای کمکی صنایع نفت مورد استفاده قرار می گیرد.

۵-۲-۵- آلیاژهای خمیری کم آلیاژ مس : آلیاژهای خمیری کم آلیاژ مس که بریلیم ، کرم، کبالت یا نیکل به همراه داشته باشند، قابلیت آبکاری دارند، به عنوان مثال :آلیاژ CuBe2 را می توان تا دمای ۷۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرد ودر اثر سرد کردن سریع در آب آن را سخت نمود.

درجه حرارت برگشت این آلیاژ از ۱۵۰ تا ۴۲۰ درجه سانتیگراد است و عمل برگشت دادن آن در خلاء انجام می شود. به این ترتیب می توان استحکام این آلیاژ را تا           ۱۳۰۰ افزایش داد.

این آلیاژها برای تهیه ابزارهایی که نباید هنگام کار و تولید جرقه کنند(مانندقلم،چکش و اره ) استفاده می شود. کاربرد دیگر این آلیاژها تهیه فنرها و قطعات  حساس دستگاههای کنترل دقیق است و به جای سنگهای قیمتی (زمرد) در یاتاقان بندی نیز مورد استفاده دارند.

۶-۲-۵- آلیاژهای مس، نیکل، روی: این آلیاژها که به ورشو نیز معروف هستند ، ۴۵ تا ۶۵ درصد مس،۱۰تا ۱۵ درصد نیکل و ۱۵ تا ۴۲ درصد روی دارند و چنانچه قابلیت براده برداری خوبی از آنها مورد نظر باشد، تا ۲ درصد سرب نیز به آنها می افزایند. به دلیل وجود نیکل ، این آلیاژها دارای رنگ سفید نقره ای هستند و متناسب با افزایش آن مقاومت آنها در مقابل خوردگی نیز افزایش می یابد. در زیر دو نمونه از این آلیاژها معرفی شده است.

آلیاژها Cu Ni 12 Zn 30pb برای ساختن وسایل خط کشی، پیچ های وسایل کنترل دقیق ساعت ها ، آلیاژ Cu Ni 25 Zn 15 برای ساختن قطعات تزئینی، قاشق و چنگال های غذاخوری .

۷-۲-۵- آلیاژهای مس و نیکل: آلیاژهای مس و نیکل با ۴۰ تا ۴۵ درصد نیکل در تهیه سیم های مقاومت الکتریکی ، رئوستا و سایر کنترل کننده های برقی مورد استفاده قرار می گیرند. اگر درصد نیکل این آلیاژها از ۱۵ تا ۲۵ درصد باشد ، می توان از آنها در پوشش ورقهایی که باید در مقابل خوردگی مقاوم باشند ، بهره گرفت.


+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:43 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


آلومینیم (AI)

 

آلومینیم (AI)
آلومینیم فلزی است به رنگ سفید نقره ای که در مجاورت هوا به سرعت اکسیده می شود و قشر نازکی از اکسیدآلومینیوم روی آن تشکیل می گردد که در مقابل خوردگی بسیار مقاوم است و بقیه فلز در مقابل تاثیرات جوی حفظ می کند.

 جرم مخصوص                                              ۲٫۷ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب

نقطه ذوب                                                 ۶۵۸  درجه سانتی گراد

استحکام       ریخته شده                                ۱۱۵ تا۸۵ نیوتن بر میلیمتر مربع

کششی         نرم تابنده شده                                ۶۵  نیوتن بر میلیمتر مربع

                 سخت شده در اثر نوردکاری             ۱۹۰تا۱۲۵ نیوتن بر میلیمتر مربع

آلومینیم قابلیت هدایت الکتریکی خوبی (تقریبا به اندازه ۶۵٫۰ مس)دارد و قابلیت هدایت حرارتی آن نیز زیاد است.

آلومینیم قابلیت جوشکاری و لحیم کاری دارد و می توان آن را با روش هایی مانند کشیدن ،پرس کردن ،نورد کاری،ضرب زدن،ریخته گری و همچنین  با روش هایی مانند تراشکاری،فرزکاری،سوراخکاری و غیره به خوبی تغییر فرم داد.آلومینیم قابلیت آلیاژی  خوبی دارد و مقدار کمی مس،منگنز و یا منیزیم تاثیرات زیادی در سختی و استحکام آن باقی می گذارد.

موارد استفاده: ورق ها،نوارها،ورق های بسیار نازک (فویل)آلومینیمی را با نوردکاری تولید می کنند و انواع شمش ها،لوله ها و مفتول ها را به وسیله پرس کردن (رانش)و یا کشیدن تهیه می کنند.قسمت اعظم آلومینیم تولیدی صرف تهیه آلیاژ های آلومینیم و یا ریخته گری می شود و به دلیل وزن سبک ،قیمت مناسب،مقاومت در مقابل خوردگی و قابلیت  تغییر فرم خوبی که دارد روز به روز به موارد استعمال آن افزوده می گردد.

از آلومینیم با درجه خلوص عالی در درجه اول برای تولید رفلکتور ها(منعکس کننده ها)و نور افکن ها،در صنایع اتومبیل سازی برای تهیه نوار های زینتی و همچنین در دستگاه ها و لوله های مربوط به صنایع شیمیایی و غذایی استفاده می کنند.

آلومینیم خالص را در صنایع شیمیایی برای تهیه مخازن و ظروف حمل و نقل،در صنایع الکتریکی برای تهیه سیم ها و کابل ها ،در صنایع ساختمانی به عنوان پوشش بام ها و کارهای تزئینی و همچنین تهیه ظروف آشپزخانه و صنایع دسته بندی مورد استفاده قرار می دهند.

سنگ معدن آلومینیم : آلومینیم را از سنگ معدنی بوکسیت که حاوی ۵۵ تا ۶۰ در صد اکسید آلومینیم (AL2O3 )،۳۴ در صد اکسید آهن(Fe3o4)،۱۲ تا ۳۰ در صد هیدراتها و ۴ در صد اسید سیلیسیک(sio2)است،تهیه می کنند.

طرز تهیه آلومینیم: برای تهیه آلومینیم لازم است در مرحله اول از سنگ معدنی بوکسیت ،ترکیبات آهن و سیلیسیم را جدا کرد و اکسید آلومینیم را به دست آورد.برای این منظور بوکسیت را در سنگ شکن ها خرد و در کوره های دوار خشک می کنندو در آسیاب های ساچمه ای به صورت پودر درمی آورند.حال،پودر اکسید حاصل را با محصول سود سوزآور در آب،تحت فشاری معادل ۳۰ بار و دمای ۲۵ درجه سانتی گراد درون مخزنی که اتوکلاو نام دارد،حرارت می دهند. این عمل باعث می شود که آلومینیم با سود ترکیب شودو آلومنات سدیم  (Na3Alo2) را به وجود اورد. در این حالت ،آهن و سیلیسیوم در ظرف ته نشین می شود و قابل تفکیک است. پس از این مرحله،محتوی اتوکلاو را به درون فیلتر های تحت فشار هدایت می کنند و آلومینات سدیم را از مواد رسوبی تفکیک می نمایند..حال آلومینات سدیم را به درون دستگاه های به همزن هدایت می کنند . در اثر این عمل محلول به عوامل هیدرات آلومینیم و محلول سود سوزآور تفکیک می شود. ژس از این مرحله ،دستگاه جدا کننده ای سود سوزآور را ژس از تفکیک به مخزن اولیه وهیدرات آلومینیم را به کوره دوار می فرستد.

آب هیدرات آلومینیم در کوره دوار در دمای تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد آزاد می شودو اکسید آلومینیوم خالص (آلومین)به صورت پودر به دست می آید،آلومین حاصل را در حمام های الکترولیز در حالی که به آن کریولیت (فلورورسدیم و فلورورآلومینیم) افزوده اند احیا می کنند.افزودن کریولیت باعث می شود نقطه ذوب اکسید آلومینیم که در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد است،به ۹۰۰ تا۹۵۰  درجه سانتی گراد کاهش یابد.

افزودن کریولیت باعث می شود نقطه ذوب اکسید آلومینیم که در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد است،به ۹۰۰ تا ۹۵۰ درجه سانتی گراد کاهش یابد.

برای احیای یک تن اکسید آلومینیم،۴ تا ۵ تن بوکسیت kwh17000  کار الکتریکی مورد نیاز است .برای این منظور،از جریانی به شدت  ۲۰۰۰۰تا  ۱۰۰۰۰۰ آمپر و اختلاف سطحی معادل ۴ تا ۶ ولت استفاده می شود.(در عمل باید چندین سلول را به طور سری مورد استفاده قرار داد تا بتوان به اختلاف سطح ۵۰۰ تا ۶۰۰ ولت کار کرد.)به همین دلیل بهتر است کارخانه های تهیه آلومینیم در مجاورت نیروگاه های برق ایجاد شوند. آلومینیمی که از حمام الکترولیز به دست می آید،به صورت مذاب است و دمایی حدود  ۱۰۰۰درجه سانتی گراد دارد. این مذاب را در قالب های فلزی می ریزند وپس از فرم گرفتن برای عملیات بعدی حمل می کنند.آلومینیم به دست آمده از حمام الکترولیز،آلومینیم تصفیه شده نام دارد و دارای درجه خلوص ۹۹ تا ۹٫۹۹ درصد است.

آلیاژهای آلومینیم

در اثر اضافه کردن عناصری مانند منیزیم،مس،سیلیسیم،روی،سرب و منگنز به آلومینیم،آلیاژهای متعددی از آلومینیم به دست می آید که ویژگی های متنوعی دارند.آلیاژهای آلومینیمی که امروزه تولید می شوند،دارای ویژگی هایی هستند که قبلا از فولادها انتظار می رفت.آلیاژهای آلومینیم را می توان در حالت سرد یا به صورت گرم تغییر فرم داد و آنها را ریخته گری و لحیم کاری یا جوشکاری کرد.در براده برداری از آنها به دلیل طول براده بلند،براده های سمج و متمایل به ماسیدن،باید سرعت برش را زیاد انتخاب کرد و از ابزار های برش دارای زاویه براده زیاداستفاده نمود.این ابزارها لازم است فضای کافی برای جمع شدن و هدایت براده ها نیز داشته باشند. با عملیات حرارتی می توان استحکام آلیاژهای آلومینیم را تا حد چشم گیری افزایش داد. از آن جا که اکسید آلومینیم در برابر خوردگی مقاوم تر از آلومینیم خالص و آلیاژهای آن است،در صنعت سطح قطعات آلومینیمی را به طور مصنوعی به کمک الکتریسیته اکسید می کنند؛این عمل را «الکسیر کردن»می گویند.قشر اکسیدی سرد حاصل از الکسیر کردن بقیه فلز را از تاثیر عوامل جوی و ایجاد خوردگی محفوظ  می دارد و دوام آن نیز افزایش می دهد.از روش های دیگری که برای افزایش مقاومت آلیاژهای آلومینیم در مقابل خوردگی به کار می رود .«پلاته کردن»است. در این روش می توان با پوشش نازکی از آلومینیم خالص یا آلیاژهای مس که در اثر نوردکاری گرم به سطح خارجی مصنوعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیم کشیده می شود ،دوام آنها در مقابل خوردگی افزایش داد .آلیا‍ژهای آلومینیم را می توان به دو گروه اصلی آلیاژهای خمیری و آلیاژهای ریختگی تقسیم کرد.

آلیاژهای خمیری آلومینیم آلیاژهایALCUMG: این آلیاژها به «دورآلومین» نیز تعریف هستند.دور آلومین را می توان سخت کاری کرد ولی قابلیت جوشکاری را ندارند،از آنها  می توان در تولید قطعاتی که تحت تاثیر تنش های زیادی قرار می گیرند (در صنایع هواپیما سازی،اتومبیل سازی و ماشین سازی)بهره گرفت. دوام این آلیاژ ها در مقابل خوردگی کم است؛به همین دلیل ،سطح خارجی آنها را با قشر نازکی از آلومینیم خالص پلاته می کنند.

برای افزایش  قابلیت بهره برداری و تهیه آلیاژ های اتومات،به اندازه ۲ تا ۵ در صد سرب نیز به آن ها می افزایند.از نمونه این آلیاژ می توان آلیاژ Al cu Mg Pb را نام برد. جرم مخصوص تقریبی این آلیاژها kg/dm38.2  و استحکام کششی آن ها قبل از سختکاری n/mm2230 تا ۱۷۰ و بعد از آبکاری n/mm2430 تا ۳۳۰ است.در صد عناصر تشکیل دهنده این آلیاژ ها ۵٫۳ تا ۹٫۴ در صد مس ،۲٫۰ تا ۸٫۱ در منیزیم،۲٫ ۰ تا۱٫۱ درصد منگنز و بقیه آلومینیم است.

آلیاژهای  Al Mg Si : این آلیاژها را نیز می توان سختکاری کرد. از ویژگی های دیگرآنها دوام در مقابل خوردگی و قابلیت پولیش کردن آنهاست .اگر به این آلیاژها فلزات دیگری مانند سرب،قلع،کادمیم و برلیم (در مجموع ۱ تا ۳درصد)نیز بیفزایند،قابلیت براده برداری آن ها افزایش می یابد. جرم مخصوص تقریبی این آلیاژها kg/dm37.2، استحکام کششی آنها قبل از سخت کاری N/MM2125 تا ۱۰۰ و بعد از سخت کاریN/MM2310تا۱۹۰ است.در صد عناصر تشکیل دهنده آنها ،۶٫۰ تا ۶٫۱ در سیلسیم،۶٫۰ تا ۶٫۱ در منیزیم،  ۰تا ۳٫ ۰ درصد کرم۲٫ ۰ تا۱ در صد منگنز و بقیه آلومینیم می باشد.از این آلیاژها در تهیه قطعاتی که تحت تاثیر تنش های متوسط قرارمی گیرند(ساختمان هاو مخزن های ثابت ومتحرک)،استفاده می شود.

آلیاژهای   Al Mg : آلیاژهای این خانواده مثلاً   AlMg3استحکام خوبی دارند و در مقابل خوردگی مخصوصاً در مجاورت آب دریا مقاوم هستند.قابلیت پولیش کاری این آلیاژها باعث می شود که از آن ها در کارهای تزیینی نیز استفاده شود.از مهم ترین آلیاژهای این گروه می توان Al Mg3 را نام برد که در آن به صورت ورق ،لوله و پروفیل در صنایع اتومبیل سازی و کشتی سازی و همچنین ساختن در و پنجره و غیره به کار می برند.تغییر فرم روی این آلیاژها معمولا به صورت سرد و بدون براده برداری انجام می گیرد.نمونه دیگر از آلیاژAlMg7 است. این آلیاژ را می توان به خوبی براده ربداری کرد.از این آلیاژ قطعات وسایل دقیق صنایع اپتیک را می توان تهیه نمود. این آلیاژها قابلیت ریخته گری نیز دارند.

آلیاژهای ریختگی الومینیم

آلیاژهایG-Al Si : این آلیاژها را که به سیلومین نیز معروف هستند، می توان به خوبی ریخته گری و جوشکاری کرد. از این گروه می توان آلیاژ  G-Al Si2 را نام برد که علاوه بر ویژگی  های یاد شده ،در مقابل خوردگی نیز مقاوم بوده و از قابلیت براده برداری خوبی نیز برخوردار است.

از این آلیاژ برای ریخته گری قطعات جدار نازکی که دارای فرم پیچیده ای هستند و در معرض ضربه قرار دارند(بدنه موتورسیکلت ها)استفاده می کنند.موارد استفاده دیگر این آلیاژها به مقدار زیادی در ساختمان ماشین های خانگی(ظرف شویی،رختشویی)و همچنین دستگاه های صنایع غذایی است.جرم مخصوص این آلیاژ ها  Kg/dm3 65.2  و استحکام کششی آن ها N/mm2280 تا ۱۶۰ می باشد. در صد عناصر تشکیل دهنده این آلیاژ ها ۰ تا ۵٫۰ در منگنز، ۱۱ تا ۵٫۱۳ در سیلیسیم و بقیه آلومینیم است.

آلیاژهای G-Al Si Mg: این آلیاژها را نیز می توان سختکاری و جوشکاری کرد.انقباض و انبساط حرارتی آن ها بسیار کم و در برابر ساییدگی بسیار مقاوم هستند؛دوام آنها در مقابل خوردگی نیز زیاد است.نمونه ای از این آلیاژ ها    G-Al Si Mg    است که برای تهیه  قطعاتی که دارای فرم پیچیده ای هستند و تحت تاثیر تنش های زیادی قرار می گیرند(محفظه موتورها و جعبه دنده ها)مناسب هستند.

 

جوشکاری آلومینیوم

جوشکاری آلومینیوم

شما به چه تجهیزاتی نیاز دارید؟

۱- بهترین روش برای جوشکاری آلومینیوم استفاده از روش TIG (Tungsten Inert gas) و یا همانGTAW  (Gas Tungsten Arc Welding) می باشد. همچنین آلومینیوم را می توان با روش MIG یا هر روشی که در آن مشعل و گاز باشد جوشکاری نمود. برای استفاده از روش TIG دستگاههای گرانقیمتی وجود دارد که بعضی از خصوصیات آنها عبارتند از: اب خنک کن جهت تورچ – موج مربع AC، تنظیم فرکانس و تنظیم نسبت مثبت به منفی جریان که باعث تمیزی بهتر جوش و همچنین نفوذ بهتر می شود. در ضمن اینکه دستگاههای ارزان قیمت تری هم هستند که چنانچه نیاز به جوش با کیفیت بسیار عالی و حساس نباشد می توان از آنها استفاده کرد.

۲- دستکش جوشکاری خوب

۳- ماسک جوشکاری خوب جهت جلوگیری از برخورد اشعة جوش با چشم و همچنین پوست قسمت سر و گردن.

۴- گاز آرگون – سعی کنید از گازهای مخلوط (MIX) استفاده نکنید مگر اینکه مخلوط آرگون و هلیوم باشد.

هیچگاه از کپسول گازی که برای جوشکاری MIG استفاده می شود برای جوشکاری TIG جهت آلومینیوم استفاده نکنید زیرا برای آلومینیوم باید آرگون دارای خلوص بالا باشد. در غیر این صورت فلز شما می سوزد و یا دوده می زند. در انتخاب گاز آرگون دقت کنید زیرا بعضی از کپسولها قبل از اینکه با گاز آرگون شارژ شده باشند ممکن است دارای گاز دیگری بوده باشند که این امر باعث بوجود آمدن ناخالصی در گاز و در نتیجه جوشکاری، سخت و یا غیرقابل انجام می شود. این نوع کپسولها اگر با آرگون خلوص بالا هم شارژ شوند در ابتدا که فشار بالا است خوب عمل می کنند ولی وقتی به  حجم خود رسید جوش را آلوده می کند.

۵- میله یا فیلر جوشکاری آلومینیوم. از فیلر به شمارة ۴۰۴۳ در اکثر موارد می توان استفاده کرد. البته منابعی هست که برای هر آلیاژ فیلر مناسب را نیز معرفی می کند و تشخیص اینکه فلز پایه از چه نوع آلومینیومی است کمی سخت بنظر می رسد ولی در اکثر مواقع می توان از همان ۴۰۴۳ استفاده کرد.

۶- استفاده از یک برس سیمی از جنس استنلس استیل که فقط برای آلومینیوم استفاده شود و برای هیچ منظور دیگری سراغ آن نروید.

۷- یک میز جوشکاری مناسب سبب راحتی و سهولت در کار می گردد. سعی کنید حتماً آنرا داشته باشید.

۸- یکی از موارد دیگری که بسیار مهم است و باید به آن توجه داشت پوشیدن لباس کتانی آستین بلند در حین کار است در روش TIG مقدار بسیار زیادتری از اشعة ماوراء بنفش نسبت به سایر روشهای جوشکاری تولید می شود. به همین علت کوتاهی در این امر باعث سوختگی روی پوست و گهگاه تاولهای دردناک می شود.

۹- گیره ای که بتوان بوسیلة آن قطعة کار را ثابت نگه داشت و همچنین داشتن قطعه ای از مس و یا آلومینیوم برای استفاده بعنوان گرماگیر از قطعه مفید به نظر می رسد.

قدم اول: قطعة آلومینیوم را تمیز کنید و این مهمترین قدم است. این نکته را بخاطر بسپارید آلومینیومی که براق و تمیز بنظر می رسد در حقیقت کثیف است و باید توسط برس یا حلال تمیز شود. توجه کنید آلومینیوم مثل استیل نیست.

بعضی از علامتهایی که نشان می دهد آلومینیوم کثیف و آلوده است در زیر آمده است.

یک قوس سر گردان، که موجب می شود شما نتوانید بدون اینکه همة قطعه را گرم کنید و دچار اعوجاج شود حوضچة مذاب را تشکیل دهید فیلر نمی تواند با حوضچه مخلوط شود و به حالت گلوله ای شکل درمی آید که ذوب کردن این گلوله ها بسیار سخت است.

دانه هایی روی سطح آلومینیوم بنظر می رسد شبیه به دانه های آب روی سطح موم اندود شده.

هنگامی که سعی می کنید قطعه را به صورت لب به لب جوش دهید، لبه ها کنار زده می شوند و فاصله شان از یکدیگر بیشتر می شود.

حال ببینیم چه اتفاقی می افتد. آلومینیوم به سرعت با یک لایه از اکسید آلومینیوم پوشیده می شود. که دمای ذوب این اکسید ۳ برابر دمای ذوب آلومینیوم است. هنگامی که شما سعی می کنید یک آلومینیوم آلوده را جوشکاری کنید. آلومینیومی که زیر لایة اکسید است ذوب می شود و لایه اکسید همواره جامد مانده بعنوان یک غشاء روی آلومینیوم را می گیرد. مثل یک حباب آب و هنگامی که شما موفق شدید به لایة غشایی رسوخ کنید ناگهان آلومینیوم زیری ذوب شده و می ریزد مثل ترکیدن یک حباب آب.

برای تمیز کردن بهتر است ابتدا قطعه و محلی را که قرار است جوشکاری کنید با یک اسپری تمیز کنید مثل تمیز کننده های قطعات الکترونیکی و …. سپس با آب تمیز شستشو دهید. بعد از آن از برس سیمی استنلس استیل (حتماً استنلس استیل باشد) جهت ساییدن و درخشان کردن محیطی که می خواهید جوشکاری کنید استفاده کنید. بعضی از متخصصان معتقدند که آلومینیوم باید در یک جهت برس زده شود. تا آلودگی ها دوباره به سطح برنگردند. اگر شما فوری پس از تمیز کردن جوشکاری را شروع نکردید، قطعه را در جایی که دور از دسترس و لمس کردن باشد قرار دهید و اگر بیشتر از ۸ ساعت از تمیز کردن گذشت باید دوباره تمیز شود.

قدم دوم: قطعة کار آلومینیوم خود را به یک تکه از جنس مس یا آلومینیوم دیگر جهت دفع حرارت محکم کنید. آلومینیوم حرارت را خیلی خوب منتقل می کند. هنگامی که شما شروع به جوشکاری کردید و حوضچة مذاب تشکیل شد حرارت کافی می باشد. ولی چون بعداز آن حرارت، بسیار زیاد به اطراف منتقل می شود و اکثراً باعث پیچ خوردگی و یا چروک می شود بهتر است که این حرارت توسط قطعات مس یا آلومینیوم از قطعة مورد جوشکاری جذب گردد.

قدم سوم: پیشگرمایی قبل از جوشکاری –  این پیشگرمایی جوشکاری را بسیار آسان می کند. که البته این موضوع نیاز به بررسی دارد. بعضی از آلیاژهای آلومینیوم تحت عملیات حرارتی قرار گرفته اند و با گرم کردن یا سرد کردن نرمتر خواهند شد. بعضی ها معتقدند که آلومینیومی که روی آن عملیات حرارتی انجام گرفته نباید پیشگرم شود و پیشگرم برای جوشکاران بی تجربه است. برخلاف این آلومینیوم باید همیشه پیشگرم شود تا ترک نخورد.

برای پیشگرم دمای بین  تا  پیشنهاد شده است. پیشگرم نکردن آلومینیوم به خصوص برای قطعات ضخیم باعث جوشی ضعیف، کم عمق و سطحی می شود. برای پیشگرم کردن می توانید از یک مشعل گازی استفاده کنید. البته اگر گرما را به صورت غیرمستقیم به قطعه کار اعمال کنید بهتر است زیرا ممکن است شعله مستقیم باعث آلودگی محل جوش شود.

قدم چهارم: اگر الکترود تنگستن خراب و یا آلوده شد. جوشکاری را متوقف کرده و مشکل را برطرف کنید. این مشکل بیشتر مواقعی پیش می آید که تنگستن در حین جوشکاری با حوضچة مذاب یا فیلر تماس مستقیم پیدا کند که این امر باعث ناپایدار شدن قوس و پایین آمدن کیفیت جوش می شود.

بهترین روش برای حل این مشکل قرار دادن تنگستن روی یک سطح صاف مثل میز کار است. بطوریکه قسمت خراب شده کمی از لبه خارج باشد. حالا به این قسمت ضربه ای وارد کنید. (سر تنگستن به صورت عمودی خواهد شکست) حالا دوباره تنگستن را روی تورچ نصب کنید و تورچ را به یک منبع DC با قطبیت مستقیم (الکترود مثبت) متصل کنید و روی یک تکه فلز بی استفاده با تنگستن ضربة آرامی بزنید تا سر تنگستن حالت گلوله ای پیدا کند. حالا تورچ را به منبع AC وصل کرده و به جوشکاری خود ادامه دهید. در حین انجام این مراحل مواظب باشید تنگستن داغ دستکش شما و در نهایت دست شما را نسوزاند.

قدم پنجم: دو قطعه ای را که می خواهید به یکدیگر جوش دهید کاملاً به هم بچسبانید و هیچگونه فاصله برای آنها قرار ندهید. در روش جوشکاری MIG پر کردن فاصلة (gap) بین دو قطعه تقریباً کار آسانی است ولی در روش TIG به علت متمرکز شدن حرارت این کار مشکل است. وقتی شما به یک طرف لبه حرارت می دهید آن قسمت ذوب شده ولی لبة دیگر هنوز جامد است. و حتی موقعی هم که به صورت متناوب هر دو لبه را حرارت می دهید ممکن است لبه ها ذوب شده و قبل از ممزوج شدن مذاب از هم فاصله پیدا کنند. شما می توانید فیلر را حرارت داده و یک قطره از مذاب آن را در محل فاصلة دو لبه انداخته سپس سعی کنید آنرا بر روی دو لبه ذوب کنید. سپس از آن نقطه جوشکاری را شروع کرده و فیلر را وارد حوضچة مذاب کنید. کار دیگری که می توانید انجام دهید اینست که با سوهان یا وسیلة دیگر لبه ها را سایش دهید تا کاملاً روی هم قرار گیرند و فاصله ای نداشته باشند.

قدم ششم: قوانین ضروری کوتاه برای تنظیمات پایه ای.

برای هر ۰۲۵/۰ ضخامت قطعه از ۱ آمپر جریان استفاده کنید. در ابتدای کار جریان را بالاتر از مقداری که مورد نیاز است تنظیم کرده و جوشکاری را شروع کرده سپس بوسیلة پدال پایی جریان را پایین بیاورید.

اگر دستگاه جوشی دارید که از نوع ارزان قیمت است و خروجی آن پالس مربعی (square wave) نیست سعی کنید از تنگستن خالص با نشان سبز استفاده کنید و در صورتی که دستگاه شما پالس مربعی است از تنگستن توریم دار ۱% یا ۲% استفاده کنید.

البته انواع دیگر تنگستن هم می توانند استفاده شوند.

برای جوشکاری در جریان ۳۰ تا ۸۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm6/1 استفاده کنید.

برای جوشکاری در جریان ۶۰ تا ۱۳۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm 4/2 استفاده کنید.

برای جوشکاری در جریان ۱۰۰ تا ۱۸۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm 2/3 استفاده کنید.

قطر فیلر را هم اندازه با قطر تنگستن انتخاب کنید. همچنین سعی کنید طول قوس نیز نسبتاً با قطر تنگستن مساوی باشد.

تاریخچه کشف آلومینیوم

تاریخچه کشف آلومینیوم

فردریک وهلر” بطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت .(لاتین :alum alumen). اما این فلز دو سال پیشتر بوسیله “هانس کریستین ارستد” شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمد. در روم و یونان باستان این فلز را بعنوان ثابت کننده رنگ در رنگرزی و نیز بعنوان بند آورنده خون در زخمها بکار می‌بردند و هنوز هم بعنوان داروی بند آورنده خون مورد استفاده است. در سال ۱۷۶۱ ، “گویتون دموروو” پیشنهاد کرد تا alum را آلومین (alumin) بنامند.

پیدایش و منابع

اگر چه Al ، یک عنصر فراوان در پوسته زمین است(۱۸%) ، این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها و ارزشمندتر از طلا به حساب می‌آمد. بنابراین ، بعنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته و در مقیاسهای تجاری تنها بیش از ۱۰۰ سال است که مورد استفاده است. در ابتدا که این فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورت ترکیب بود، مشکل‌ترین فلز از نظر تهیه به شمار می‌آمد.

img/daneshnameh_up/b/bb/180px_Aluminum_Metal.jpg
آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش‌تر بود، اما بعد از ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال ۱۸۸۹ ، قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریق بازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعت آلومینیوم شد. بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست، بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایج برای این کار وجود داشت. با اینهمه تا اواخر دهه ۶۰ این یک کار کم منفعتی بود تا زمانیکه بازیافت قوطیهای آلومینیومی آشامیدنیها بالاخره بازیافـت این فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیلها ، پنجره ها ، درها ، لوازم منزل ، کانتینرها و سایر محصولات … .

معرفی

آلومینیوم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی ۱۳ می‌باشد. آلومینیوم که عنصری نقره‌ای و انعطاف‌پذیر است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می‌شود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن ، قابل توجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف بکار می‌رود و در جهان اقتصاد ، عنصر بسیار مهمی است.

اجزای سازه‌هایی که از آلومینیوم ساخته می‌شوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازه‌هایی که در آنها وزن پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگی‌های قابل توجه

آلومینیوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می‌کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است.ِ چکش خوار ، انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه ، این عنصر غیر مغناطیسی ، بدون جرقه ، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر است.

کاربردها

چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش ، آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت می‌باشد. آلومینیوم خالص ، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ، منیزیوم ، منگنز ، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژها ویژگی‌های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکتها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می‌آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از:

  • حمل و نقل ( اتومبیل‌ها ، هواپیماها ، کامیون‌ها ، کشتی‌ها ، ناوگانهای دریایی ، راه آهن و … )
  • بسته‌بندی ( قوطی‌ها ، فویل و… )
  • ساختمان ( درب ، پنجره ، دیوار پوشها و … )
  • کالاهای با دوام مصرف کننده ( وسایل برقی خانگی ، وسایل آشپزخانه ، … )
  • خطوط انتقال الکتریکی ( به‌علت وزن سبک اگرچه هدایت الکترِکی آن تنها ۶۰% هدایت الکتریکی مس می‌باشد )
  • ماشین آلات

اکسید آلومینیوم (آلومینا) بطور طبیعی و بصورت کوراندوم ، سنگ سمباده (emery) ، یاقوت (ruby) و یاقوت کبود (sapphire) یافت می‌شود که در صنعت شیشه‌سازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌روند. آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشکهای با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

استخراج آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز واکنشگر است و نمی‌تواند از سنگ معدن خود بوکسیت (Al2O ) بوسیله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازی این فلز از طریق الکترولیز است. (این فلز در محلول اکسیده شده ، سپس بصورت فلز خالص جدا می‌شود.) لذا جهت این کار ، سنگ معدن باید درون یک مایع قرار بگیرد. اما بوکسیت دارای نقطه ذوب بالایی است (۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) که تامین این مقدار انرﮊی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

برای سالهای زیادی بوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می‌دادند و نقطه ذوب آن تا ۹۰۰درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یافت. اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم ، سدیم و فلوئورید کلسیم ، جایگزین فلورید سدیم و آلومینیوم شده است. این فرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههای برق مخصوص خود در اطراف این کارخانه‌ها هستند.

الکترودهایی که در الکترولیز بوکسیت بکار می‌روند، هر دو کربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است، یونهای آن آزادانه حرکت می‌کنند. واکنش در کاتد منفی اینگونه است:

Al3+ + 3e —-> Al

در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه می‌شوند). سپس فلز آلومینیوم به سمت پایین فرو می‌رود و خارج می‌شود.

آند مثبت ، اکسیژن بوکسیت را اکسیده می‌کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی‌اکسید کربن نماید.

این کاتد باید عوض شود، چون اغلب تبدیل به دی‌اکسید کربن می‌شود. بر خلاف هزینه الکترولیز ، آلومینیوم فلزی ، ارزان با کاربرد وسیع است. امروزه آلومینیوم را می‌توان از خاکه معدنی (clay) استخراج کرد، اما این فرایند ، اقتصادی نیست.

ایزوتوپها

آلومینیوم ، دارای ۹ ایزوتوپ است که عمده‌ترین آنها بین ۲۳ تا ۳۰ مرتب شده‌اند. تنها Al-27 ( ایزوتوپ پایدار ) و AL-26 (ایزوتوپ رادیو اکتیو) بطور طبیعی وجود دارند. AL-26 از پراشیدن ذرات اتم آرگون در اتمسفر که در نتیجه پروتونهای اشعه کیهانی رخ می‌دهد، تولید می‌شود. ایزوتوپهای آلومینیوم ، کاربردهای عملی در تعیین قدمت رسوبات دریایی ، خاستگاه منگنز ، یخهای دوران یخبندان ، کوارتز در صخره‌ها و شهاب سنگها دارد.

AL-26 اولین بار در مطالعات ماه و شهاب‌سنگها بکار رفت. اجزاء شهاب‌سنگها بعد از جدا شدن از پیکره مادر در مدت سفر خود در فضا در معرض شدید بمباران اشعه کیهانی هستند که باعث تولید آلومینیوم ۲۷ پایدار می‌شود. بعد از سقوط روی زمین ، حفاظ اتمسفر مانع از تولید AL-26 بیشتر از قطعات شهاب‌سنگها می‌شود و واپاشی آن در تعیین عمر زمینی آنها موثر است. تحقیقات روی شهاب‌سنگها ثابت کرده است که AL-26 در زمان شکل‌گیری سیاره ما نسبتا به مقدار فراوان وجود داشته است. احتمالا انرژی آزاد شده در نتیجه واپاشی AL-26 ، ذوب شدن مجدد و جدایی سیارکها بعد از شکل گیری آنها را ۲-۴ میلیارد سال پیش در پی داشته است.

هشدارها

آلومینیوم یکی از معدود عناصر فراوانی است که ظاهرا هیچ فعالیت موثری در سلولهای زنده ندارد. اما درصد کمی از مردم به آن حساسیت دارند. آنها تجربه کرده‌اند تماس هر نوع از آن موجب التهاب پوستی می‌شود. مصرف داروهای بند آورنده خون و مواد ضد عرق باعث ایجاد جوشهای خارش آور و سوء هاضمه می‌گردد. عدم جذب مواد غذایی مفید از غذاهای پخته شده در ظروف آلومینیومی همچنین تهوع و سایر علائم مسمومیت در نتیجه خوردن اینگونه محصولات مانند Maalox ، Amphojel ، Kaopectate .

در سایر افراد آلومینیوم مانند فلزات سنگین ، سمی نیست، اما در صورت مصرف زیاد علائمی از مسمومیت دیده شده است. اگرچه استفاده از ظروف غذای آلومینیومی به خاطر مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و خاصیت هدایت گرمایی بالای آنها بسیار رایج است، در کل ، هیچگونه علامتی در مورد ایجاد مسمومیت آنها دیده نشده است. مصرف زیاد داروهای ضد اسید و مواد ضد عرق که حاوی ترکیبات آلومینیومی هستند، احتمال مسمومیت بیشتری دارند. بعلاوه احتمال ارتباط آلومینیوم با بیماری آلزایمر مطرح شده است، گرچه اخیرا این فرضیه رد شده است.

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:42 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


نرم بندی چدنها

نرم بندی چدنها :

علامت شناسایی چدن ها وموادریختگی G است و پس از آن حروف دیگری قرار دارندکه مشخص کننده نوع چدن یاروش ریخته گری قطعه ریختگی است. در انتها وپس از خط تیره ، عددی وجود دارد که با ضرب آن در ۹٫۸۱ حداقل استحکام کششی چدن بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع به دست می آید.در زیر حروف مشخصه مفهوم ومثالی از چدنها را مشاهده می کنید.

حروف مشخصه

مفهوم

مثال

GG

چدن خاکستری با گرافیت لایه ای

GG – ۲۰

GGG

چدن خاکستری با گرافیت کروی (داکتیل)

GGG – 60

GTS

چدن چکش خوار (مالبیل) سیاه

GTS – 55

GTW

چدن چکش خوار (مالبیل) سفید

GTW – ۳۵

GH

چدن سخت

GH- 15

Gk

ریخته گری در قالب فلزی

Gk- AlMg  ۳

GZ

ریخته گری گریز از مرکز

GZ – X 12 Cr  ۱۴

توجه:عدد درج شده در انتهای علامت چدن سخت،عمق نفوذ سختی آن را بر حسب میلیمتر نشان می دهد.

شماره گذاری مواد طبق دین ۱۷۰۰۷ آلمان :

در این سیستم مشخصات مواد به کمک شماره گذاری معرفی می شودکه از ۷ رقم تشکیل شده وساختار آن به قرار زیر است :

X    XXXX    XX

اعداد ضمیمه -  شاخص نوع – گروه اصلی مواد

 

 

گروه اصلی مواد :

۰ = آهن خام،آلیاژهای آهن دار ، چدن

۱= فولاد، فولاد ریختگی

۲= فلزات غیر آهنی سنگین

۳ = فلزات سبک

۸ – ۴ = مواد غیر فلزی

۹ = آزادبرای سایر مصارف یا کاربرد داخلی

شاخص نوع: رقم های دوم وسوم از سمت چپ مشخص کننده نوع مواد است و از جدول بدست می آید.رقم های چهارم وپنجم از سمت چپ،نشاندهنده شماره عددی هستندوهیچ مطلبی در باره ترکیب شیمیایی بیان نمی کند.اعداد ضمیمه :رقم ششم شماره مواد فرایند فولاد ورقم هفتم،وضعیت عملیات حرارتی آن را مشخص می کند.

شماره

مفاهیم رقم ششم

مفاهیم رقم هفتم

۰

تعیین نشده یا غیر مهم

بدون عملیات حرارتی

۱

فولاد نا آرام توماس

آنیل نرمال شده است

۲

فولاد آرام توماس

آنیل نرم شده است.

۳

نوع دیگر ذوب ،نا آرام

عملیات حرارتی برای اصلاحقابلیت براده برداری انجام شده است.

۴

نوع دیگر ذوب ،  آرام

بهسازی برای افزایش چقر مگی

۵

فولاد نا آرام زیمنس مارتین

بهسازی برای افزایش مقاومت کششی انجام شده است

۶

فولاد آرام زیمنس مارتین

بهسازی برای افزایش سختی انجام شده است

۷

فولاد نا آرام تهیه شده باروش   l – D

سخت کاری سرد انجام شده است.

۸

فولاد آرام تهیه شده باروش   l – D

سخت کاری سرد با سختی فنری انجام شده است

۹

تهیه شده در کوره قوس الکتریکی

عملیات حرارتی طبق داده های خاص انجام شده است

مثال :

۰۷  . ۱۶  ۰۱   .۱

۰ = تعیین نشده یا غیر مهم    ۰۱ = فولاد ساختمانی معمولی                          ۱  = فولاد( گروه اصلی مواد)

۷ = سخت کاری سرد انجام شده است.               ۱۶ = شماره عددی شاخص نوع

 

 

انواع چدن

اطلاعات کلی

چدن (cast iron) ، آلیاژی از آهن- کربن و سیلیسیم است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از ۰٫۱ درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از ۰٫۱ درصد) بوده و به حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده می‌شود. عناصر آلیاژی برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده می‌شود. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می‌روند. اساسا خواص مکانیکی چدن به زمینه ساختاری آن بستگی دارد و مهمترین زمینه ساختار چدن‌ها عبارتند از: فریتی ، پرلیتی ، بینیتی و آستینتی. انتخاب نوع چدن و ترکیب آن براساس خواص و کاربردهای ویژه مربوطه تعیین می‌شود.

طبفه‌بندی چدن‌ها

چدن ها به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش ، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چدن های معمولی (عمومی)

این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

  • چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای: چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام این چدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق می‌شود.خواص چدن های خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیت‌ها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود این‌ها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئی عناصر ، افزودنی‌های آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی و سرعت خنک شدن بستگی پیدا می‌کنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرمایی بالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعات تولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاوم در برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرض تنش‌های حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزایش میزان فریت در ساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدنی بدنه موتورها مشاهده می شود دیواره نازک و لاغر سیلندر دارای زمینه‌ای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقان‌ها زمینه‌ای با پرلیت زیاد را پیدا می‌کند. همچنین در ساخت ماشین آلات عمومی ، کمپرسورهای سبک و سنگین ، قالب‌ها ، میل لنگ‌ها ، شیر فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غیره از چدنهای خاکستری استفاده می‌شود.

 

  • چدن های مالیبل یا چکش خوار: چدن های چکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرق می‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینه‌ای پرلیتی است بازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال می‌شود باعث تولید ساختاری نهایی از توده متراکم خوشه‌های گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی می‌شود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریخته‌گری انتخاب می‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاه می‌شود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح می‌نماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیار کم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند. Te و Bi تشکیل چدن سفید در حالت انجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشه‌های گرافیت می‌شود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت می‌بایستی کنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومت بالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخاب چدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهای آنها در قطعات اتومبیل قطعات کشاورزی ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتریکی و قطعات مورد استفاده در صنایع معدنی است.

 

  • چدن های گرافیت کروی یا نشکن: این چدن در سال ۱۹۴۸ در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعه سریع آن در طی دهه ۱۹۵۰ آغاز و مصرف آن در طی سال های ۱۹۶۰ روبه افزایش نهاده و تولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیایی این چدن به صورت کربن ۳٫۷% ، سیلیسیم ۲٫۵% ، منگنز۰٫۳% ، گوگرد ۰٫۰۱% ، فسفر ۰٫۰۱% و منیزیم ۰٫۰۴% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز می‌سازد. برای تولید چدن گرافیت کروی از منیزیم و سریم استفاده می‌شود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شونده‌هایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ می‌شوند و این باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند که میزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژن‌زداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدن مایع این اطمینان را می‌دهند که باعث کاهش اکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهای این چدن ها در خودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصل‌های فرمان و دیسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیر فلکه‌ها و اتصالات برای طرحهای بخار و شیمیایی غلتکهای خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غیره است.

 

  • چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل: این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیت‌ها به صورت کروی کاذب ، گرافیت تکه‌ای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفت یک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کره‌های گرافیت کامل نشده‌اند یا یک نوع چدن گرافیت لایه‌ای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمده‌اند. ایت چدن ها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن و خاکستری باز کرده است.

ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدن گرافیت فشرده استفاده می‌شود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدن خاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطاف‌پذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینه‌ای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیت ماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرح می‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگی آنها را برای قالبهای شمش‌ریزی مناسب می‌سازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنها برای قطعاتی از جمله سر سیلندرها ، منیفلدهای دود ، دیسکهای ترمز ، دیسکها و رینگهای پیستون شده است.

تصویر

چدن های سفید و آلیاژی مخصوص

کربن چدن سفید به صورت بلور سمانتیت (کربید آهن ، Fe3C) می‌باشد که از سرد کردن سریع مذاب حاصل می‌شود و این چدن ها به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیت‌دار تقسیم می‌شوند و به صورتهای مقاوم به خوردگی ، دمای بالا، سایش و فرسایش می‌باشند.

  • چدن های بدون گرافیت:شامل سه نوع زیر می باشد:
    • چدن سفید پرلیتی: ساختار این چدنها از کاربیدهای یکنواخت برجسته و توپر M3C در یک زمینه پرلیتی تشکیل شده است. این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولی بی‌نهایت شکننده هستند لذا توسط آلیاژهای پرطاقت دیگری از چدن های سفید آلیاژی جایگزین گشته‌اند.
    • چدن سفید مارتنزیتی (نیکل- سخت): نخستین چدن های آلیاژی که توسعه یافتند آلیاژهای نیکل- سخت بودند. این آلیاژها به طور نسبی قیمت تمام شده کمتری داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهیه شده و چدن های سفید مارتنزیتی دارای نیکل هستند. Ni به عنوان افزایش قابلیت سختی پذیری برای اطمینان از استحاله آستنیتی به مارتنزیتی در طی مرحله عملیات حرارتی به آن افزوده می‌شود. این جدن ها حاوی Cr نیز به دلیل افزایش سختی کاربید یوتکتیک هستند. این چدنها دارای یک ساختار یوتکتیکی تقریبا نیمه منظمی با کاربیدهای یکنواخت برجسته و یکپاره M3C هستند که بیشترین فاز را در یوتکتیک دارند و این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند.
    • چدن سفید پرکرم: چدن های سفید با Cr زیاد ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی ، حرارت و سایش را دارا هستند این چدنها مقاومت عالی به رشد و اکسیداسیون در دمای بالا داشته و از نظر قیمت نیز از فولادهای ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهایی که در معرض ضربه و یا بازهای اعمالی زیادی نیستند به کار برده می‌شوند این چدنها در سه طبقه زیر قرار می‌گیرند:
  1. چدنهای مارتنزیتی با Cr %12-28
  2. چدنهای فریتی با ۳۴-۳۰% Cr
  3. چدنهای آستنیتی با ۳۰-۱۵%Cr و ۱۵-۱۰% Niبرای پایداری زمینه آستنیتی در دمای پایین.

طبقه بندی این چدنها براساس دمای کار ، عمر کارکرد در تنش های اعمالی و عوامل اقتصادی است. کاربرد این چدنها در لوله‌های رکوپراتو ، میله ، سینی ، جعبه در کوره‌های زینتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌های ساخت بطری شیشه و کاسه نمدهای فلکه‌ها است.

چدن های گرافیت دار:

  • چدن های آستنیتی: شامل دو نوع (نیکل- مقاوم) و نیکروسیلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر حرارت و خوردگی را دارا هستند. اگرچه چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، این چدنها به صورت برجسته‌ای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص خودشان هستند. چدن های نیکل مقاوم آستنیتی با گرافیت لایه‌ای که اخیرا عرضه شده‌اند از خواص مکانیکی برتری برخوردار بوده ولی خیلی گران هستند. غلظت نیکل و کرم در آنها بسته به طبیعت محیط خورنده شان تغییر می‌کند. مهمترین کاربردها شامل پمپهای دنده‌ای حمل اسید سولفوریک، پمپ خلا و شیرهایی که در آب دریا مصرف می‌شوند، قطعات مورد استفاده در سیستم‌های بخار و جابه‌جایی محلول‌های آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.
  • چدن های فریتی: شامل دو نوع زیر می‌باشد: چدن سفید ۵% سیلیسیم در سیلال که مقاوم در برابر حرارت می‌باشد و نوع دیگر چدن پرسیلیسیم (۱۵%) که از مقاومتی عالی به خوردگی در محیطهای اسیدی مثل اسید نیتریک و سولفوریک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن های نیکل- مقاوم ، عیب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگ‌زنی می‌توان ماشینکاری نمود. مقاومت به خوردگی آنها در برابر اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوریک ضعیف است. جهت مقاوم سازی به خوردگی در اسید هیدروکلریک می‌توان با افزودن Si تا ۱۸-۱۶% ، افزودن Cr%5-3 یا Mo %4-3 به آلیاژ پایه ، اقدام نمود.

چدن های سوزنی: در این چدنها Al به طور متناسبی جانشین Si در غلظت های کم می‌گردد. چدن های آلیاژهای Alدار تجارتی در دو طبقه بندی یکی آلیاژهای تا Al %6 و دیگری Al%18-25 قرار می‌گیرند. Al پتانسیل گرافیته‌شدگی را در هر دوی محدوده‌های ترکیبی ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستری بدست می‌آید. این آلیاژ به صورت چدنهای گرافیت لایه‌ای ، فشرده و کروی تولید می‌شوند. مزایای ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتی و تمایل به گرافیته شدن و سفیدی کم می‌باشند که قادر می‌سازند قطعات ریختگی با مقاطع نازک‌تر را تولید کرد. چدن های با Al کم مقاومت خوبی به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابلیت ماشینکاری مناسبی را نیز دارا هستند. محل های پیشنهادی جهت کاربرد آنها منیفلدهای دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهای دیسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سیلندرها، میل بادامکها و رینگهای پیستون هستند. وجود Al در کنار Si در این نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانیکی خوب توام با مقاومت به پوسته‌شدگی در دماهای بالا می‌شود. این آلیاژها مستعد به تخلخل‌های گازی هستند. آلومینیوم حل شده در مذاب می توان با رطوبت یا هیدروکربنهای موجود در قالب ترکیب شده و هیدروژن آزاد تولید کند. این هیدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مک‌های سوزنی شکل در انجماد می‌شود.

 

 

آلیاژ چدن

چدن (Cast iron)، آلیاژی از آهن- کربن- سیلیسیم (Fe-C-Si) است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از ۱/۰ درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از ۱/۰ درصد) بوده و به صورت حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده می‌شود.

دید کلی

با وجود کاهش قابل توجه در تولید چدن‌ها در طول دهه گذشته، چدن‌ها به عنوان مهمترین آلیاژهای ریختگی مورد توجه بوده‌اند. محبوبیت ریشه ای چدن‌ها در ریخته گری اشکال پیچیده با هزینه‌های پایین تولید، قیمت تمام شده نسبتا پایین و محدوده وسیع خصوصیاتی که قابل دسترسی توسط کنترل دقیق ترکیب و سرعت خنک کردن بدون تغییرات بنیانی و اساسی در روش‌های تولید، است.

چدن خام

آهن، اغلب از کانه های اکسید یا کربنات که گوگرد، آرسنیک و غیره از آنها زدوده شده باشد با برشته کردن در هوا، و کاهش با کربن تهیه می‌شود. کانه آهن با کک و کربنات کلسیم آمیخته شده و در یک کوره بلند که دمای بیشینه آن ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است. گرم می‌شود ناخالصیهای عمده اسیدی به کمک سرباره (کلسیم سیلیکات، آلومینات و غیره) خنثی می‌شود و توده فلزات مذاب به صورت چدن خام به بیرون جریان می‌یابد چدن خام شامل ۲ الی ۴ درصد کربن و اندکی گوگرد، فسفر و سیلسیم است. چدن مذاب را به صورت خام یا پس از افزودن فلزهای آلیاژ دهنده، برای بهبود خواص چدن، در قالبهایی از ماسه یا فلز و بر حسب نوع مصرف، آنها را به صورت اشکال مختلف در می‌آورند.

آلیاژهای چدن

فلزهای آلیاژ دهنده برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده می‌شوند. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می‌روند و حتی ممکن است در مواردی نیز، مثلا ساخت میل لنگ، جانشین فولاد شوند. در هر حال، با دارا بودن مزایایی از قبیل از قیمت تمام شده تولید پایین توام با قابلیت ریخته گری، استحکام، قابلیت ماشین کاری، سختی، مقاومت در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی، انتقال حرارت و جذب ارتعاش در این آلیاژ آن را از سایر آلیاژهای ریختگی آهنی متمایز ساخته است.

انواع ساختارهای زمینه چدن

اساس خواص مکانیکی چدن به زمینه آن بستگی دارد. به همین دلیل است چدن ها را با عبارت ساختار زمینه آنها برای مثال انواع پرلیتی یا فریتی توصیف می‌کنند. مهمترین ساختار زمینه چدن عبارتند از:

فریت

فریت محلول جامد Fe-C است که به طور قابل ملاحظه‌ای Si و مقادیر کمتری Ni ,Cu ,Mn در آن حل شده‌اند. فریت نسبتا نرم، چکش خوار، استحکام کم، مقاومت به سایش ضعیف، شکست خوب، ضریب هدایت گرمایی نسبتا خوب و قابلیت ماشینکاری خوبی است. یک زمینه فریتی را می‌توان به طور ریختگی تولید کرد اما اغلب با عملیات حرارتی باز پخت (تابکاری) می‌توان به آن دست یافت.

پرلیت

مخلوطی از فریت و سمانتیت Fe3C است که توسط واکنش یوتکتیک از استینیت تشکیل شده و نام پرلیت از ظاهر صدف گونه‌اش مشتق شده است. پرلیت نسبتا سخت و از چقرمگی کمتری برخوردار بوده و ضریب هدایت گرمایی کم و در ضمن از ماشینکاری خوبی برخوردار است. وقتی فاصله بین دانه‌های پرلیت در زمینه کم می‌شود خواص مکانیکی افزایش می‌یابد مقدار کربن پرلیت در فولادهای غیر آلیاژی ۰٫۸ % است در حالی که در چدنها بسته به ترکیب چدن و سرعت خنک شدن متغیر بوده و حتی می تواند کمتر از ۰٫۵% در چدن های پرسیلسیم باشد.

فریت- پرلیت

ساختار مخلوطی است که غالبا برای رسیدن به خصوصیاتی بینابینی از آنچه که در فوق شرح داده شده به کار گرفته می‌شود.

بینیت

این ساختار می‌تواند به صورت ریختگی با افزودن عناصر آلیاژی Mo و Ni به مقادیر معین تولید شد. در ضمن جهت اطمینان بیشتر می‌توان توسط عملیات حرارتی آستمپر نیز به این ساختار رسید. این آلیاژ، با توجه به صرفه اقتصادی اخیرا توانسته‌اند نقش موثری بویژه در مهندسی خودرو، قطعات دنده ها، قطعات انتقال نیرو داشته باشند. مزایای چدن های گرافیت کروی آسمتپر عبارتند از: استحکام کششی بالا توام با چقرمگی، انعطاف پذیری و استحکام خوب، مقاومت به سایش و خراش، ظرفیت بالای جذب صدا و کارکرد، خواص ریخته کری خوب، فرم پذیری نزدیک به شکل نهایی حتی در شکل های خیلی پیچیده، قابلیت ماشینکاری خوب در حالت ریخته و حدود ۱۰% صرفه جویی در وزن در مقایسه با فولاد.

آستنیت

برای پایدار نگاه داشتن این فاز در طول عمل خنک شدن یک عنصر آلیاژی با مقدار زیاد و معینی لازمست. چدن گرافیت ورقه ای و گرفیت کروی آلیاژی (نیکل- سخت) چدن هایی با زمینه آستنیتی و دارای خواص عالی حرارتی مقاومت به خوردگی و نیز غیر مغناطیسی هستند. این زمینه می‌تواند خصوصیات چقرمگی خوب، مقاومت به خزش، تنش پارگی تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد و یک محدوده گسترده ای از انبساط حرارتی که تابع از Si موجود در چدن است را نشان دهد.

انواع چدن

چدن ها به دو گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدن های سفید و آلیاژهای که برای مقاومت در برابر سایش، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چدن های عمومی (معمولی):

این چدن ها جزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و بر اساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم بندی می‌شوند:

    • چدن گرافیت لایه ای یا چدن خاکستری ورقه‌ای
    • چدن گرافیت مالیبل یا چدن چکش‌خوار
    • چدن گرافیت کروی یا چدن نشکن
    • چدن گرافیت فشرده یا کرمی شکل

چدن های سفید و آلیاژی مخصوص:

این چدن ها با آلیاژهای چدنی معمولی فرق می‌کنند. میزان عنصر آلیاژی در آنها بیش از ۳% بوده و لذا آن را نمی‌توان توسط مواد افزودنی به پاتیل اضافه کرده و به یک ترکیب پایه استانداردی رسید. این چدن های آلیاژهای به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیت‌دار تقسیم بندی می‌شوند و به صورت های مقاوم به خوردگی، دمای بالا، سایش و فرسایش می‌باشند.

    • چدن های بدون گرافیت:
      • چدن سفید پرلیتی: مقاوم به سایش
      • چدن سفید مارتنزیتی (نیکل-سخت): مقاوم سایش
      • چدن پر کرم (۳۳-۱۷ %Cr): مقاوم به خوردگی، سایش و حرارت
    • چدن های دارای گرافیت:
      • چدن سوزنی: استحکام بالا و مقاوم به سایش
      • آستنیتی: شامل دو نوع نیکروسیلال یعنی نیکل سیلسیم بالا و نیکل مقاوم (Ni-resist) و هر دو مقاوم به حرارت و خوردگی
      • فریتی: شامل دو نوع چدن، پر سیلسیم (۱۵%) مقاوم در برابر خوردگی و چدن ۵%سیلسیم در سیلال مقاوم در برابر حرارت

 

برخی از کاربردهای چدن‌ها:

  • در تولید قطعات ریختگی تحت فشار از جمله شیر فلکه ها، بدنه های پمپ قطعات ماشین آلات که در معرض شوک و خستگی هستند، میل لنگ ها، چرخ دنده ها، غلتک ها، تجهیزات فرایند شیمیایی، مخازن ریختگی تحت فشار و…

 

  • برای خودرو و صنایع وابسته به آن مثلا در ساخت مفصل های فرمان، دیسک ترمزها، بازوها، میل لنگ‌ها و چرخ دند‌ه‌ها، صفحه کلاچ‌ها و…

 

  • در راه آهن، کشتیرانی و خدمات سنگین و دیگر جاهایی که نیاز به مقاومت در برابر شوک است مثلا در تجهیزات الکتریکی کشتی‌ها، بدنه موتور، پمپ ها، بست ها و غیره

 

  • قطعات غیر فشاری برای کاربردهای درجه حرارت بالا برای مثال در ساخت قطعات و جعبه های درگیر با آتش، میله های شبکه، قطعات کوره‌ها، قالبهای شمش، قالبهای شیشه، بوته‌های ذوب فلز.

 

  • اگر چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، چدن‌های نیکل مقاوم و نیکروسیلال و نیکل و کروم بالا به صورت برجسته‌ای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص به خودشان هستند. مهمترین کاربرد این چدنها در پمپهای دنده‌ای حمل اسید سولفوریک، پمپ‌ها و شیرهایی که در آب دریا مصرف می‌شوند، قطعات مورد استفاده در سیستم های بخار و جابجایی محلول های آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.

 

طبقه بندی عناصروخواص مواد

طبقه بندی عناصروخواص مواد

 تکنولوژی مواد علمی است که درباره استخراج، تصفیه، آلیاژکردن، شکل دادن، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی،تکنولوژیکی، شیمیایی وعملیات حرارتی بحث می کند وبه بررسی ساختمان داخلی مواد از نظر شبکه بندی ،ترکیب و سایر خصوصیات آنها می پردازد.متخصینی که در صنعت به طراحی ،ساخت ،تعمیر ونگهداری ماشین آلات اشتغال دارند،می باید خصوصیات موادی که با آن سرو کار دارند کاملاً بشناسندو راههایی برای جلوگیری از تغییرات آن ها در مقابل عوامل فیزیکی ویا شیمیایی پیشنهاد کنند…

در ادامه مطلب بقیه متن را مشاهده فرمائید.

 

 تکنولوژی مواد علمی است که درباره استخراج، تصفیه، آلیاژکردن، شکل دادن، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی،تکنولوژیکی، شیمیایی وعملیات حرارتی بحث می کند وبه بررسی ساختمان داخلی مواد از نظر شبکه بندی ،ترکیب و سایر خصوصیات آنها می پردازد.متخصینی که در صنعت به طراحی ،ساخت ،تعمیر ونگهداری ماشین آلات اشتغال دارند،می باید خصوصیات موادی که با آن سرو کار دارند کاملاً بشناسندو راههایی برای جلوگیری از تغییرات آن ها در مقابل عوامل فیزیکی ویا شیمیایی پیشنهاد کنند.

طبقه بندی عناصر

عنصر:موادی که در اثر تجزیه قابل تبدیل به مواد ساده تری نباشند.

   تاکنون ۹۲ عنصر در طبیعت شناخته اند که از این تعداد ۸۸ عنصر پایدارند واز این تعداد ۶۶ عنصر از فلزات وبقیه به غیر فلزات تعلق دارند. همچنین ۱۲ عنصر به صورت مصنوعی تهیه شده است.در جدول ۱ – ۱ تعدادی از این عناصر همراه با علامت اختصاری شان آورده شده است.

 

فلزات

 

 

غیر فلزات


عناصر

علامت اختصاری

عناصر

علامت اختصاری

عناصر

علامت اختصاری

بریلیم

Be

آهن

Fe

هیدروژن

H

سدیم

Na

نیکل

Ni

کربن

C

منیزیم

Mg

مس

Cu

ازت

N

آلومینیم

Al

روی

Zn

اکسیژن

O

پتاسیم

K

مولبیدن

Mo

سیلیسیم

Si

کلسیم

Ca

قلع

Sn

فسفر

P

کرم

Cr

آنتیموان

Sb

گوگرد

S

منگنز

Mn

سرب

Pb

کلر

Cl

ولفرام

W

جیوه

Hg

برم

Br

جدول ۱ – ۱

عناصر مهم وترکیبات آنها

اکسیژن:گازی است بی رنک ،بی بو و بدون مزه. این گاز قابل اشتعال نیست ولی برای سوختن کلیه اجسام وتنفس موجودات ضروری است.با اکثر عناصر ترکیب می شود و اکسید تولید می کند.برای بدست آوردن حرارت با درجات بالا،می توان گازهای قابل اشتعالی مانند گاز طبیعی،هیدروژن ویا استیلن را با اکسیژن محترق کردودرجه حرارتی از ۲۰۰۰ تا ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد به وجود آورد.از گاز اکسیژن معمولاًدر جوشکاری و برشکاری فلزات استفاده می شود.حدود یک پنجم حجم هوا را اکسیژن خالص همچنین تقریباً نصف جرم پوسته زمین را ترکیبات اکسیژن دار تشکیل می دهد.در صنعت اکسیژن را از تفکیک گازهای موجود در هوا ودر چهار مرحله بدست می آورند.

۱ – هوا را به وسیله کمپرسورها متراکم می کنند و فشار آن را تا ۲۰۰ بار افزایش می دهند

۲ – هوای متراکم را به وسیله دستگاههای مبرد تا ۱۷۵- درجه سانتی گراد سرد می کنند.در این حال فشار آن از ۲۰۰ یار به ۴٫۳ بار تقلیل می یابد و به مایع تبدیل می شود.

۳ – هوای مایع را مجدداًتا ۲۰۰-  درجه سانتی گراد سرد می کنند.

۴ - در این مرحله بوسیله حرارت دادن ،هوای مایع را تبخیر می کنند.چون درجه حرارت تبخیر گازهای موجود در هوا متفاوت است، می توان با کنترل درجه حرارت این گاز ها را از هم تفکیک کرد.ازت (نبتروژن ) در درجه حرارت ۱۹۶ – درجه تبخیر و تفکیک می شود.اکسیژن در ۱۸۳- درجه تبخیر می شود.اکسیژن خالص بدست آمده را در کپسول های فولادی مخصوص با فشار ۱۵۰ بار پر وبه بازار عرضه می کنند.

 اکسیداسیون:  عمل ترکیب اکسیژن با عناصر را اکسیداسیون وحاصل را اکسید می گویند.اگر سرعت اکسیداسیون زیاد و همراه با شعله باشد آن را احتراق یا سوختن تند می نامند.و چنانچه با شعله وحرارت آنی همراه نباشد سوختن کند می نامند مانند زنگ زدن فلزات.جوشکاری با گاز استیلن در حقیقت عمل اکسیداسیون است که حرارت لازم جهت جوشکاری فراهم می کند.

احیا:در احیا برعکس عمل اکسیداسیون باید حرارت به کار برده شود.عمل جدا کردن تمام یا قسمتی از اکسیژن های موجود در ترکیبات اکسیژن دار (اکسید) را احیا می گویند. برای بدست آوردن فلز خالص از پاره ای از اکسید های فلزی از این روش استفاد می کنند.

 هیدروژن( H):گازی است بیرنگ ،بو ومزه وسبکترین عنصر است.(یک لیتر هیدروژن در دمای صفر درجه سانتی گراد جرمی برابر ۰٫۰۹ گرم دارد.)این گاز قابل اشتعال است واز آن در جوشکاری همراه با اکسیژن استفاده می کنند.واحتراق آن دمایی در حدود ۲۱۰۰ درجه سانتی گراد ایجاد می کند.استفاده مهم دیگر هیدروژن درتولید مواد مصنوعی (پلاستیک ها و…)وجامد کردن روغن های نباتی است.هیروژن در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد و برای تهیه هیدروژن واکسیژن خالص معمولاً آب را با روش الکترولیز تجزیه می کنند و گاز حاصل را در کپسولهایی متراکم وبه بازار عرضه می کنند.

کربن (C):عنصر اصلی اکثر موادسوختنی مانند چوب زغال ونفت را تشکیل می دهدو در طبیعت به مقدار زیادی وجود دارد.کربن خالص را درسه شکل متفاوت می توان یافت.

الف) به صورت کریستال خالص کربن که به الماس معروف است.الماس از سخت ترین عناصر است ودر صنعت برای ساختن ابزارهایی که می باید سختی زیادی داشته باشند استفاده می شود. همچنین از گرد الماس برای تهیه سنگ سنباده استفاده می کنند.

ب)کربن به صورت مطبق (به فرم فلس ماهی) نیز می باشد که گرافیت نامیده می شود.وماده ایست نرم و مقاوم در برابر حرارت.گرافیت ماده ای سیاه رنگ وبراق است که حرارت و الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند ونقطه ذوب آن ۳۴۵۰درجه سانتی گراد است.در صنعت برای تهیه بوته های مخصوص ذوب فلزات والکترودهای کوره های الکتریکی که می باید شدت جریان زیادی را از خود عبوردهند ودرجه حرارت بالایی رانیز تحمل کنند ،از گرافیت استفاده می کنند.همچنین به عنوان کم کننده اصطکاک نیز استفاده می شود.

ج)کربن بی شکل (آمرف) را در دوده می توان یافت.از دوده در لاستیک سازی،مرکب چاپ ورنگ سازی استفاده می شود.وجود کربن در فولاد اهمیت زیادی داردوباعث استحکام وسختی آن می شودو قابلیت زنگ زدن آن را کم می کند.میل ترکیبی کربن با اکسیژن زیاد است و به همین دلیل در احیا کردن بعضی اکسید های فلزات مورد استفاده قرار می گیرد.

ترکیبات ساده کربن:

۱- دی اکسید کربن:از سوختن کامل کربن یا ترکیبات کربن دار بدست می آید.این گاز در زیرزمین ها وسیلوهایی که عمل تخمیر در آنها انجام می گیرد ،تولید می شودودر بعضی نقاط به مقیاس وسیعی از داخا زمین به خاطر تجزیه سنگ های آهکی وتخمیر مواد سلولزی حاصل از بقایای گیاهان،بیرون می آید.در زیر زمین ها ،کانالها و گودالها جمع شده و به خاطر سنگین تر بودن از هوا ساکن می ماند.این گاز شعله را خاموش می کندو عمل تنفس را غیر ممکن می سازد ولی سمی نیست.

۲- منواکسید کربن:از سوختن ناقص کربن یا ترکیبات کربن دار بوجود می آید وبی رنگ وبی بووفوق العاده سمی، احیاکننده وقابل احتراق ودر هنگام اکسید شدن باشعله آبی می سوزد وضمن تولید حرارت تبدیل به دی اکسید کربن می شود.

۳-کاربید ها : ترکیبات کربن با فلزات وپاره ای از غیر فلزات را کاربید می گویند. بعضی از کاربید ها سختی فوق العاده ای دارند.به.عنوان مثال کاربید سیلیسیم نزدیک الماس است وان آن برای تهیه سنگ سنباده هایی که می باید جنس دانه بندی آنها سخت باشد،استفاده می کنند.

۴ – ترکیبات کربن با هیدروژن (هیدروکربن ها): کلیه موادسوختنی جامدمایع وگازی شکل،همچنین روغن ها ،گریس های حاصل از نفت خام، از ترکیبات کربن با هیدروژن بدست آمده اند.از معروفترین هیدروکربن ها می توان استیلن،نفت خام،گاز متان،بوتان،پروپان،بنزین وبنزن را نام برد.سیلیسیم ( Si ):یکی از غیر فلزات بوده و در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود.حدود ۲۵ درصد مواد موجود در طبیعت از ترکی بات سیلیسیم تشکیل شده اند.یکی از ترکیبات مهم آن،دی اکسید سیلیسیم است که به نام سیلیس معروف بوده و چنانچه به صورت کریستال متبلور شده باشدآن را کوارتز می نامند.درریخته گری از ماسه های سیلیس دار استفاده می کنند. سیلیسیم یکی از عناصری است که در فولاد وچدن به کار می رود.

گوگرد (S): عنصری است زردرنگ،جامدوشکننده ودر طبیعت بطور خالص در نزدیکی محل آتشفشان ویا در کنار چشمه های آب معدنی یافت می شود وبه صورت ترکیب نیز با بسیاری از موادمعدنی وجود دارد.گوگرد در اکسیژن با شعله های آبی می سوزدو گاز دی اکسید گوگرد تشکیل می دهد که بوی زننده ای دارد.از این گاز برای ضدعفونی کردن و تهیه اسید سولفوریک استفاده می کنند.ترکیبات گوگرد با فلزات (بدون اکسیژن)را سولفید می نامند.مانند سولفید آهن.سنگ معدن اکثر فلزات به صورت سولفید یافت می شود و فلز خالص را از آن بدست می آورند. مانند سرب که از سولفید سرب تهیه می گردد.از پودر گوگردبرای ولگانیزه کردن لاستیک ها استفاده می کنند.این عمل باعث افزایش مقاومت لاستیک در مقابل حرارت، عملیات جوی و موادشیمیایی می شود.

خواص فیزیکی مواد: باعث تغییر در ساختمان شیمیایی اجسام نمی شود.

۱- قابلیت هدایت حرارت: قابلیت هدایت حرارت هرجسم عبارت است از قدرت هدایت حرارت واحد طول جسم برواحد مساحت مقطع آن.عناصر فلزی از مهمترین هادی ها به شمار می روندودر بین فلزات نقره،مس وآلومینیم بیشترین هدایت گرمایی را دارند.

۲- قابلیت هدایت الکتریسیته: قابلیت هدایت الکتریسیته هرجسم عبارت است از قدرت هدایت الکتریسیته واحد طول جسم برواحد مساحت مقطع آن. در بین فلزات نقره،مس وآلومینیم قابلیت هدایت الکتریکی بیشتری دارند.

۳- جرم مخصوص: جرم واحد حجم ازهر جسم را جرم مخصوص آن جسم می گویند.وبه نوع ماده واندازه تراکم ذرات متشکله آن بستگی دارد.

۴- نقظه ذوب: درجه حرارتی که یک ماده از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می شود.مواد خالص نقطه ذوب مشخصی دارند.به عنوان مثال نقطه ذوب یخ صفر درجه سانتیگراد است.

خواص مکانیکی مواد: عبارت است از مقاومت فلزات در مقابل تاثیرات عوامل مکانیکی.

۱- استحکام :مقاومتی که اجسام در مقابل نیروی خارجی از خود نشان می دهند، استحکام نام دارد.مقدار آن به نحوه تاثیر نیروی خارجی و نیروی جاذبه بین مولکولی بستگی دارد.

۲- سختی : مقاومتی که اجسام در مقابل نفوذ جسم خارجی از خود نشان می دهد سختی نام دارد.

۳- الاستیسیته: اجسامی یافت می شوند که تحت تاثیر نیرو،در آنها تغییر شکل ایجاد می شود وپس از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود باز می گردند.این خاصیت برگشت پذیری را الاستیسیته می نامند.مانندلاستیک وفنر.

خواص تکنولوژیکی مواد:

۱- قابلیت چکش خواری:قابلیت تغییر شکل موادرا به کمک نیروی فشاری وضربه را قابلیت چکش خواری می گویند.به عنوان مثال فولاد،مس وبرنج را میتوان تحت تاثیر نیروی فشاری تغییر شکل داد ولی چدن قابلیت چکش خواری ندارد.

۲- قابلیت ریخته گری:خاصیت شکل پذیری مواد در حالت مذاب را قابلیت ریخته گری می نامند. چدن، آلیاژهای آلومینیم ، آلیاژهای مس و مواد مصنوعی را می توان به راحتی ریخته گری کرد.

۳- قابلیت جوشکاری: موادی قابلیت جوشکاری دارندکه بتوان آنهارا به کمک حرارت یا حرارت توام با فشار یه صورت مذاب به هم متصل کرد.فولادها،موادمصنوعی و فلزات غیر آهنی خوبی دارند.

۴- قابلیت براده برداری:جسمی دارای قابلیت براده برداری خوبی است که بتوان آنرا با سرعت زیاد ونیروی کم براده برداری کردوسطح آن نیز پس از براده برداری کاملاً صاف وپرداخت باشد.خواص شیمیایی مواد:از مهمترین خواص شیمیایی موادمی توان مقاومت در برابر خوردگی،قابلیت احتراق،مقاومت در برابر اکسیدشدن و همچنین سمی بودن آن ها را نام برد.مقاومت در برابر عوامل خارجی مانندزنگ زدن و خوردگی بوسیله اسیدها را می توان به کمک آلیاژ کردن افزایش داد.

طبقه بندی مواد کار:
   مواد خامی که در طبیعت وجود دارند،مثل سنگهای معدنی،زغالها،نفت خام در دورانهای مختلفی بوجود آمده اند و از آنها مواد کار مانند فولاد چدن آلیاژهای آلومینیم،مواد مصنوعی و… را برای ساختن ابزارها،وسایل و ماشین آلات،تهیه می کنند.مواد کار را می توان به دوگروه اصلی فلزات و غیر فلزات تقسیم کرد.

وبلاگ شناخت مواد صنعتی :

http://shenakhtemavad.persianblog.ir

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:41 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


طبقه بندی عناصروخواص مواد

طبقه بندی عناصروخواص مواد

 تکنولوژی مواد علمی است که درباره استخراج، تصفیه، آلیاژکردن، شکل دادن، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی،تکنولوژیکی، شیمیایی وعملیات حرارتی بحث می کند وبه بررسی ساختمان داخلی مواد از نظر شبکه بندی ،ترکیب و سایر خصوصیات آنها می پردازد.متخصینی که در صنعت به طراحی ،ساخت ،تعمیر ونگهداری ماشین آلات اشتغال دارند،می باید خصوصیات موادی که با آن سرو کار دارند کاملاً بشناسندو راههایی برای جلوگیری از تغییرات آن ها در مقابل عوامل فیزیکی ویا شیمیایی پیشنهاد کنند…

در ادامه مطلب بقیه متن را مشاهده فرمائید.

 

 تکنولوژی مواد علمی است که درباره استخراج، تصفیه، آلیاژکردن، شکل دادن، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی،تکنولوژیکی، شیمیایی وعملیات حرارتی بحث می کند وبه بررسی ساختمان داخلی مواد از نظر شبکه بندی ،ترکیب و سایر خصوصیات آنها می پردازد.متخصینی که در صنعت به طراحی ،ساخت ،تعمیر ونگهداری ماشین آلات اشتغال دارند،می باید خصوصیات موادی که با آن سرو کار دارند کاملاً بشناسندو راههایی برای جلوگیری از تغییرات آن ها در مقابل عوامل فیزیکی ویا شیمیایی پیشنهاد کنند.

طبقه بندی عناصر

عنصر:موادی که در اثر تجزیه قابل تبدیل به مواد ساده تری نباشند.

   تاکنون ۹۲ عنصر در طبیعت شناخته اند که از این تعداد ۸۸ عنصر پایدارند واز این تعداد ۶۶ عنصر از فلزات وبقیه به غیر فلزات تعلق دارند. همچنین ۱۲ عنصر به صورت مصنوعی تهیه شده است.در جدول ۱ – ۱ تعدادی از این عناصر همراه با علامت اختصاری شان آورده شده است.

 

فلزات

 

 

غیر فلزات


عناصر

علامت اختصاری

عناصر

علامت اختصاری

عناصر

علامت اختصاری

بریلیم

Be

آهن

Fe

هیدروژن

H

سدیم

Na

نیکل

Ni

کربن

C

منیزیم

Mg

مس

Cu

ازت

N

آلومینیم

Al

روی

Zn

اکسیژن

O

پتاسیم

K

مولبیدن

Mo

سیلیسیم

Si

کلسیم

Ca

قلع

Sn

فسفر

P

کرم

Cr

آنتیموان

Sb

گوگرد

S

منگنز

Mn

سرب

Pb

کلر

Cl

ولفرام

W

جیوه

Hg

برم

Br

جدول ۱ – ۱

عناصر مهم وترکیبات آنها

اکسیژن:گازی است بی رنک ،بی بو و بدون مزه. این گاز قابل اشتعال نیست ولی برای سوختن کلیه اجسام وتنفس موجودات ضروری است.با اکثر عناصر ترکیب می شود و اکسید تولید می کند.برای بدست آوردن حرارت با درجات بالا،می توان گازهای قابل اشتعالی مانند گاز طبیعی،هیدروژن ویا استیلن را با اکسیژن محترق کردودرجه حرارتی از ۲۰۰۰ تا ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد به وجود آورد.از گاز اکسیژن معمولاًدر جوشکاری و برشکاری فلزات استفاده می شود.حدود یک پنجم حجم هوا را اکسیژن خالص همچنین تقریباً نصف جرم پوسته زمین را ترکیبات اکسیژن دار تشکیل می دهد.در صنعت اکسیژن را از تفکیک گازهای موجود در هوا ودر چهار مرحله بدست می آورند.

۱ – هوا را به وسیله کمپرسورها متراکم می کنند و فشار آن را تا ۲۰۰ بار افزایش می دهند

۲ – هوای متراکم را به وسیله دستگاههای مبرد تا ۱۷۵- درجه سانتی گراد سرد می کنند.در این حال فشار آن از ۲۰۰ یار به ۴٫۳ بار تقلیل می یابد و به مایع تبدیل می شود.

۳ – هوای مایع را مجدداًتا ۲۰۰-  درجه سانتی گراد سرد می کنند.

۴ - در این مرحله بوسیله حرارت دادن ،هوای مایع را تبخیر می کنند.چون درجه حرارت تبخیر گازهای موجود در هوا متفاوت است، می توان با کنترل درجه حرارت این گاز ها را از هم تفکیک کرد.ازت (نبتروژن ) در درجه حرارت ۱۹۶ – درجه تبخیر و تفکیک می شود.اکسیژن در ۱۸۳- درجه تبخیر می شود.اکسیژن خالص بدست آمده را در کپسول های فولادی مخصوص با فشار ۱۵۰ بار پر وبه بازار عرضه می کنند.

 اکسیداسیون:  عمل ترکیب اکسیژن با عناصر را اکسیداسیون وحاصل را اکسید می گویند.اگر سرعت اکسیداسیون زیاد و همراه با شعله باشد آن را احتراق یا سوختن تند می نامند.و چنانچه با شعله وحرارت آنی همراه نباشد سوختن کند می نامند مانند زنگ زدن فلزات.جوشکاری با گاز استیلن در حقیقت عمل اکسیداسیون است که حرارت لازم جهت جوشکاری فراهم می کند.

احیا:در احیا برعکس عمل اکسیداسیون باید حرارت به کار برده شود.عمل جدا کردن تمام یا قسمتی از اکسیژن های موجود در ترکیبات اکسیژن دار (اکسید) را احیا می گویند. برای بدست آوردن فلز خالص از پاره ای از اکسید های فلزی از این روش استفاد می کنند.

 هیدروژن( H):گازی است بیرنگ ،بو ومزه وسبکترین عنصر است.(یک لیتر هیدروژن در دمای صفر درجه سانتی گراد جرمی برابر ۰٫۰۹ گرم دارد.)این گاز قابل اشتعال است واز آن در جوشکاری همراه با اکسیژن استفاده می کنند.واحتراق آن دمایی در حدود ۲۱۰۰ درجه سانتی گراد ایجاد می کند.استفاده مهم دیگر هیدروژن درتولید مواد مصنوعی (پلاستیک ها و…)وجامد کردن روغن های نباتی است.هیروژن در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد و برای تهیه هیدروژن واکسیژن خالص معمولاً آب را با روش الکترولیز تجزیه می کنند و گاز حاصل را در کپسولهایی متراکم وبه بازار عرضه می کنند.

کربن (C):عنصر اصلی اکثر موادسوختنی مانند چوب زغال ونفت را تشکیل می دهدو در طبیعت به مقدار زیادی وجود دارد.کربن خالص را درسه شکل متفاوت می توان یافت.

الف) به صورت کریستال خالص کربن که به الماس معروف است.الماس از سخت ترین عناصر است ودر صنعت برای ساختن ابزارهایی که می باید سختی زیادی داشته باشند استفاده می شود. همچنین از گرد الماس برای تهیه سنگ سنباده استفاده می کنند.

ب)کربن به صورت مطبق (به فرم فلس ماهی) نیز می باشد که گرافیت نامیده می شود.وماده ایست نرم و مقاوم در برابر حرارت.گرافیت ماده ای سیاه رنگ وبراق است که حرارت و الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند ونقطه ذوب آن ۳۴۵۰درجه سانتی گراد است.در صنعت برای تهیه بوته های مخصوص ذوب فلزات والکترودهای کوره های الکتریکی که می باید شدت جریان زیادی را از خود عبوردهند ودرجه حرارت بالایی رانیز تحمل کنند ،از گرافیت استفاده می کنند.همچنین به عنوان کم کننده اصطکاک نیز استفاده می شود.

ج)کربن بی شکل (آمرف) را در دوده می توان یافت.از دوده در لاستیک سازی،مرکب چاپ ورنگ سازی استفاده می شود.وجود کربن در فولاد اهمیت زیادی داردوباعث استحکام وسختی آن می شودو قابلیت زنگ زدن آن را کم می کند.میل ترکیبی کربن با اکسیژن زیاد است و به همین دلیل در احیا کردن بعضی اکسید های فلزات مورد استفاده قرار می گیرد.

ترکیبات ساده کربن:

۱- دی اکسید کربن:از سوختن کامل کربن یا ترکیبات کربن دار بدست می آید.این گاز در زیرزمین ها وسیلوهایی که عمل تخمیر در آنها انجام می گیرد ،تولید می شودودر بعضی نقاط به مقیاس وسیعی از داخا زمین به خاطر تجزیه سنگ های آهکی وتخمیر مواد سلولزی حاصل از بقایای گیاهان،بیرون می آید.در زیر زمین ها ،کانالها و گودالها جمع شده و به خاطر سنگین تر بودن از هوا ساکن می ماند.این گاز شعله را خاموش می کندو عمل تنفس را غیر ممکن می سازد ولی سمی نیست.

۲- منواکسید کربن:از سوختن ناقص کربن یا ترکیبات کربن دار بوجود می آید وبی رنگ وبی بووفوق العاده سمی، احیاکننده وقابل احتراق ودر هنگام اکسید شدن باشعله آبی می سوزد وضمن تولید حرارت تبدیل به دی اکسید کربن می شود.

۳-کاربید ها : ترکیبات کربن با فلزات وپاره ای از غیر فلزات را کاربید می گویند. بعضی از کاربید ها سختی فوق العاده ای دارند.به.عنوان مثال کاربید سیلیسیم نزدیک الماس است وان آن برای تهیه سنگ سنباده هایی که می باید جنس دانه بندی آنها سخت باشد،استفاده می کنند.

۴ – ترکیبات کربن با هیدروژن (هیدروکربن ها): کلیه موادسوختنی جامدمایع وگازی شکل،همچنین روغن ها ،گریس های حاصل از نفت خام، از ترکیبات کربن با هیدروژن بدست آمده اند.از معروفترین هیدروکربن ها می توان استیلن،نفت خام،گاز متان،بوتان،پروپان،بنزین وبنزن را نام برد.سیلیسیم ( Si ):یکی از غیر فلزات بوده و در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود.حدود ۲۵ درصد مواد موجود در طبیعت از ترکی بات سیلیسیم تشکیل شده اند.یکی از ترکیبات مهم آن،دی اکسید سیلیسیم است که به نام سیلیس معروف بوده و چنانچه به صورت کریستال متبلور شده باشدآن را کوارتز می نامند.درریخته گری از ماسه های سیلیس دار استفاده می کنند. سیلیسیم یکی از عناصری است که در فولاد وچدن به کار می رود.

گوگرد (S): عنصری است زردرنگ،جامدوشکننده ودر طبیعت بطور خالص در نزدیکی محل آتشفشان ویا در کنار چشمه های آب معدنی یافت می شود وبه صورت ترکیب نیز با بسیاری از موادمعدنی وجود دارد.گوگرد در اکسیژن با شعله های آبی می سوزدو گاز دی اکسید گوگرد تشکیل می دهد که بوی زننده ای دارد.از این گاز برای ضدعفونی کردن و تهیه اسید سولفوریک استفاده می کنند.ترکیبات گوگرد با فلزات (بدون اکسیژن)را سولفید می نامند.مانند سولفید آهن.سنگ معدن اکثر فلزات به صورت سولفید یافت می شود و فلز خالص را از آن بدست می آورند. مانند سرب که از سولفید سرب تهیه می گردد.از پودر گوگردبرای ولگانیزه کردن لاستیک ها استفاده می کنند.این عمل باعث افزایش مقاومت لاستیک در مقابل حرارت، عملیات جوی و موادشیمیایی می شود.

خواص فیزیکی مواد: باعث تغییر در ساختمان شیمیایی اجسام نمی شود.

۱- قابلیت هدایت حرارت: قابلیت هدایت حرارت هرجسم عبارت است از قدرت هدایت حرارت واحد طول جسم برواحد مساحت مقطع آن.عناصر فلزی از مهمترین هادی ها به شمار می روندودر بین فلزات نقره،مس وآلومینیم بیشترین هدایت گرمایی را دارند.

۲- قابلیت هدایت الکتریسیته: قابلیت هدایت الکتریسیته هرجسم عبارت است از قدرت هدایت الکتریسیته واحد طول جسم برواحد مساحت مقطع آن. در بین فلزات نقره،مس وآلومینیم قابلیت هدایت الکتریکی بیشتری دارند.

۳- جرم مخصوص: جرم واحد حجم ازهر جسم را جرم مخصوص آن جسم می گویند.وبه نوع ماده واندازه تراکم ذرات متشکله آن بستگی دارد.

۴- نقظه ذوب: درجه حرارتی که یک ماده از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می شود.مواد خالص نقطه ذوب مشخصی دارند.به عنوان مثال نقطه ذوب یخ صفر درجه سانتیگراد است.

خواص مکانیکی مواد: عبارت است از مقاومت فلزات در مقابل تاثیرات عوامل مکانیکی.

۱- استحکام :مقاومتی که اجسام در مقابل نیروی خارجی از خود نشان می دهند، استحکام نام دارد.مقدار آن به نحوه تاثیر نیروی خارجی و نیروی جاذبه بین مولکولی بستگی دارد.

۲- سختی : مقاومتی که اجسام در مقابل نفوذ جسم خارجی از خود نشان می دهد سختی نام دارد.

۳- الاستیسیته: اجسامی یافت می شوند که تحت تاثیر نیرو،در آنها تغییر شکل ایجاد می شود وپس از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود باز می گردند.این خاصیت برگشت پذیری را الاستیسیته می نامند.مانندلاستیک وفنر.

خواص تکنولوژیکی مواد:

۱- قابلیت چکش خواری:قابلیت تغییر شکل موادرا به کمک نیروی فشاری وضربه را قابلیت چکش خواری می گویند.به عنوان مثال فولاد،مس وبرنج را میتوان تحت تاثیر نیروی فشاری تغییر شکل داد ولی چدن قابلیت چکش خواری ندارد.

۲- قابلیت ریخته گری:خاصیت شکل پذیری مواد در حالت مذاب را قابلیت ریخته گری می نامند. چدن، آلیاژهای آلومینیم ، آلیاژهای مس و مواد مصنوعی را می توان به راحتی ریخته گری کرد.

۳- قابلیت جوشکاری: موادی قابلیت جوشکاری دارندکه بتوان آنهارا به کمک حرارت یا حرارت توام با فشار یه صورت مذاب به هم متصل کرد.فولادها،موادمصنوعی و فلزات غیر آهنی خوبی دارند.

۴- قابلیت براده برداری:جسمی دارای قابلیت براده برداری خوبی است که بتوان آنرا با سرعت زیاد ونیروی کم براده برداری کردوسطح آن نیز پس از براده برداری کاملاً صاف وپرداخت باشد.خواص شیمیایی مواد:از مهمترین خواص شیمیایی موادمی توان مقاومت در برابر خوردگی،قابلیت احتراق،مقاومت در برابر اکسیدشدن و همچنین سمی بودن آن ها را نام برد.مقاومت در برابر عوامل خارجی مانندزنگ زدن و خوردگی بوسیله اسیدها را می توان به کمک آلیاژ کردن افزایش داد.

طبقه بندی مواد کار:
   مواد خامی که در طبیعت وجود دارند،مثل سنگهای معدنی،زغالها،نفت خام در دورانهای مختلفی بوجود آمده اند و از آنها مواد کار مانند فولاد چدن آلیاژهای آلومینیم،مواد مصنوعی و… را برای ساختن ابزارها،وسایل و ماشین آلات،تهیه می کنند.مواد کار را می توان به دوگروه اصلی فلزات و غیر فلزات تقسیم کرد.

وبلاگ شناخت مواد صنعتی :

http://shenakhtemavad.persianblog.ir

خاصیت های مواد

 

در این پست با خواص مواد آشنا میشوید

مواد (خاصیت های مواد)
کارآیی عملیات کارگاهی آن گاه افزون تر می‏شود که ماشین کار یا ورقکار درباره طبیعت و خواص موادی که به کار می‏برد آگاهی کلی داشته باشد.

ب‏طورکلی مواد به دو گروه فلزی و غیرفلزی تقسیم می‏شوند. مواد فلزی نیز در دو گروه غیرآهنی (برای مثال مس، آلومینیوم و تیتانیوم) و آهنی (برای مثال آهن، فولاد و آلیاژهای مختلف) طبقه‏بندی می‏شوند. مواد غیرفلزی دو دسته مواد غیرآلی (نظیر سرامیک ها ، شیشه و گرافیت) و مواد آلی (نظیر چوب، کائوچو و پلاستیک) را در بر می‏گیرد.

خاصیت ها:
ماده خاصیت های ویژه‏ای دارد که رفتار آن را در شرایط گوناگون تعیین می‏کنند.

خاصیت های مطلوب:
مقاومت ایستایی و پویایی از جمله خاصیت های مطلوب ماده هستند. ارزانی نیز همیشه مطلوب است. به‏ویژه در فرایند ریخته‏گری ارزان بودن ماده به کار رفته تعیین‏کننده است حتی اگر ماده موردنظر در مواردی دارای خاصیت های ضعیفی هم باشد. برای مثال در فلزات ریخته‏گری ویژگی های زیر بسیار مطلوب هستند:

۱- نقطه گدازش پایین.

۲- روانروی خوب در حالت گداخته.

۳- تخلخل اندک.

۴- کاهش حجمی اندک در طی انجماد (انقباض).

تعریف خاصیت ها:
تعبیرهای رایج در توصیف خاصیت های فلزات به شرح زیر هستند:

۱- شکننده:
فلز با کوچکترین ترک یا گسیختگی جزیی به‏ سادگی و ناگهان می‏شکند و استحکام و سفتی ندارد. این خاصیت در بیشتر موارد با افزایش سختی زیاد می‏شود. سخت‏ترین فولاد شکننده‏ترین است و چدن سفید از چدن خاکستری شکننده‏تر است. شکنندگی قطعات ریختگی و چکش‏کاری شده با عملیات تافتن و بازپخت کاهش می‏یابد.

۲- سردشکن:
این نام بر فلزاتی گذارده شده است که اگر در حالت سرد چکش‏کاری، خمکاری و یا نورد شوند لبه‏های آن ها ترک بخورد. خم کاری یا دیگر عملیات لازم برای این فلزات باید در دماهای بالا انجام شود ولی این دما نباید کمتر از دمای مربوط به رنگ قرمز کدر در فلز باشد.

۳- سردجوش:
خاصیت فلزاتی است که در حالت مذاب در حین سرد شدن و ورود از دو سوی قالب در صفحه همرَسیِ گدازه‏ها ساختمان یکدستی پدید نمی‏آورند.

۴- شکلپذیر:
به‏سادگی کش می‏آید، انعطاف‏پذیر است و آسان خم می‏شود. ماده‏ای مانند آهن آنگاه نرم است که بر اثر کشش انبساط بپذیرد.

۵- حد کشسانی:
بالاترین کُرنشی که ماده توان تحمل آن را داشته باشد و در عین حال با برداشتن نیرو باز به ‏صورت جَهمند به شکل نخستین خود باز گردد.

۶- گدازپذیر:
گداخت‏پذیری و تبدیل شدن به مایع بر اثر حرارت.

۷- سختی:
توانایی ایستادگی در برابر نفوذ و سایش.

۸- همگن:
برخورداری از حالت و طبیعت یکسان؛ بنابراین ورق های دیگ بخار آن گاه همگن نامیده می‏شوند که دانه‏بندی فلزی آن ها یکنواخت باشد. در ورق های فولادی لایه‏های الیافشان وجود ندارد و مقاومت فلز در تمام جهت ها یکسان است.

۹- گرم‏شکن:
بر اثر گرما کم‏ و بیش شکننده است؛ آهن‏گرم شکننده مثالی برای این مورد است.

۱۰- نقطه ذوب ماده جامد:
دمایی است که در آن فلز تبدیل به مایع یا گاز می‏شود. تمام فلزات در دمای حدود نقطه ذوب و کمی بالاتر از آن مایع و در دماهای بسیار بالا تبدیل به گاز یا بخار می‏شوند. نقطه ذوب فلزات از ۳۹ درجه سانتیگراد زیر صفر (نقطه ذوب یا انجماد جیوه) تا بیش از ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد است.

۱۱- جَهمندی:
چگونگی و عملکرد خاصیت کشسانایی است و هم چون فنر عبارت از خاصیت بازگشت‏پذیری فنری و یافتن شکل مارپیچ اولیه پس از برداشته شدن فشار است. از این تعبیر بدون آن‏ که کیفیت های ویژه‏ای برای آن قید شده باشد چنین دریافت می‏شود که کاری است که فنر یا قطعه‏ای که مانند فنر پیاپی زیر بار قرار گرفته باشد- باری که از حد نهایی مقاومت آن در نگذرد و موجب گسیختگی یا تغییر شکل همیشگی آن نشود- انجام می‏دهد.

۱۲- وزن مخصوص:
وزن ماده‏ای معین نسبت به توده‏ای برابر از ماده دیگر که به عنوان مبنای مقایسه انتخاب شده باشد. برای سیالات و جامدات آب و برای گازها هوا یا هیدروژن به عنوان مبنا در نظر گرفته می‏شود.

۱۳- مقاومت:
توانایی ایستادگی ماده در برابر نیرو و همان صلبیت و سفتی آن است. خاصیتی در اجسام است که به موجب آن می‏توانند بدون تسلیم یا شکست در برابر نیروی وارد شده پایداری کنند.

۱۴- مقاومت کششی:
بزرگترین تنش محوری که ماده‏ای معین می‏تواند تحمل کند، بدون آن که گسیخته شود.

۱۵- سفتی:

توانایی جذب انرژی بدون گسیختگی؛ مقاومت در برابر کرنش زیاد و تحمل بارهای سنگین. ماده‏ای مانند آهن آن گاه سفت نامیده می‏شود که بتوان آن را ابتدا در یک جهت و سپس در جهت دیگر خم کرد و گسیخته نشود. هر چه زاویه خم بیشتر باشد (و نیز تعداد دفعات خم کردن) ماده سفت‏تر است.

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:39 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 

نرم بندی فولادها

نرم بندی فولادها
به منظور ایجاد زبان مشترک میان تولید کننده،فروشنده وسازنده مصنوعات فولادی  را نرم بندی (استاندارد )کرده اند.بیشتر کشور های صنعتی پیشرفته برای خودنرم بندی جداگانه دارند و برحسب تجربیات و زبان متداولشان از علامت ها،حروف و عددهایی برای بیان اختصاری اطلاعات لازم جهت معرفی هر یک از تولیدات خود استفاده می کنند.در این میان سازمان های بین المللی نیز برای ایجاد وحدت در نرم بندی کوشیده اند اما متاسفانه ثمر بخش نبوده و هنوز در بیشتر کشور ها نرم بندی کشور های عمده تولید کننده اعمال می گردد… بقیه متن در ادامه مطلب… نرم بندی فولادها:علامت هایی که برای معرفی فولاد ها به کار می روند،شامل سه بخش عمده عناصر تشکیل دهنده ،روش تولید و عملیات انجامگرفته روی آنها قبل از عرضه به بازار  می باشد.به عنوان مثال کشور آلمان تمام فولادها را طبق «دین ۱۷۰۰۶» استاندارد کرده است.علائم بخش عناصر تشکیل دهنده:حروف شناسایی برای فولاد ساختمانی معمولی ، st  است.عددی نوشته می شود که با ضرب کردن آن در ۹٫۸۱ (شتاب جاذبه زمین) ، مقدار حداقل کشش فولاد بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع بدست می آید.پس از عدد مربوط به استحکام،خط تیره قرار می گیردوسپس درجه کیفیت فولاد به وسیله اعداد ۱ تا ۳ معرفی می شود. درجه ۱ : برای کارهای معمولی که نوشته نمی شود درجه ۲ : برای کارهای مهم درجه ۳ : فولادی که ریخته گری شده و دارای درجه خلوص بالا و خواص جوشکاری خوب است. مثال: St   ۳۷-۲   درجه کیفیت= ۲         N/mm^2370   =  استحکام کششی     فولادساختمانی   حروف شناسایی فولاد ساختمانی دانه ریز مخصوص جوشکاری ، St E است.برای معرفی حداقل تنش تسلیم در این فولادها،از عدد استفاده می شود. St E 380 مثال:   N/mm^2   ۳۸۰ = تنش تسلیم         فولاد مخصوص جوشکاری تنش تسلیم یاحد تناسب کششی : حدی است که در آن تغییرات تنش با تغییرات افزایش طول نسبی متناسب است.     برای تسمه ها و ورق هایی که از جنس فولاد غیر آلیاژی نرم است وبرای کشش مناسب هستند،از حروف St استفاده می شودوپس از آن اعداد ۱۲ برای کشش معمولی، ۱۳برای کشش عمیق و ۱۴ برای کشش عمیق ومخصوص درج می گردد.مثال : St 13                                    مناسب برای کشش عمیق          ورق فولادی   در این بخش علاوه بر علائم یاد شده از علامت شیمیایی عناصری که در محصول نقش اساسی دارند،نیز استفاده می شود.در این گونه مواردعلائم شیمیایی به ترتیب درصد وزنی موجود در آلیاژوبا توجه به ضرائب مربوط از زیاد به کم نوشته می شود. حرف C  حرف شناسایی فولادهای غیر آلیاژی است که برای عملیات حرارتی سخت کاری وبهسازی مناسب هستند.وبعد از آن عددی نوشته می شود که معرف مقدار کربن موجود در آنها با ضریب  ۰٫۰۱ است.             ۱۰۰۰ ۱۰۰ ۱۰ ۴ بور                  B کربن              C گوگرد            S نیتروژن           N سزیم              Cs     تانتالیم             Ta        آلومینیم        Al تیتانیم             Ti         برلیم            Be وانادیم              v        مس             Cu زیر کونیوم         Zr      مولبیدن       Mo                                 نیوبیم           Nb                                 سرب            Pb کرم                            Cr کبالت                         Co منگنز                        Mn نیکل                           Ni سیلیسیم                        Si تنگستن                        W         مثال: C  ۶۰   C به معنی فولاد غیر آلیاژی   و   ۶۰  یعنی  ۰٫۶ = ۰٫۰۱ * ۶۰ برای معرفی فولاد های غیر آلیاژی نجیب لا درجه خلوص بیشتر،پس از علامت شیمیایی cاز حروف دیگری نیز استفاده می شود که دارای مفاهیمی به شرح زیر هستند :   Cf   ۵۳ مثال :        Cf  معنی فولاد غیر آلیاژی سخت شده باشعله القایی درصد کربن ۰٫۵۳ K =فولاد نجیب با محتوای گوگرد و فسفر کم Ck  ۱۰ مثال :       Ck   به معنی فولاد غیرالیاژی با گوگرد وفسفر کم درصد کربن ۰٫۱ m = فولادنجیب با محتوای گوگرد کم (۲درصد تا ۳۵درصد) مثال: Cm  ۳۵   Cm = به معنی فولاد غیر آلیاژی با گوگرد کم درصد کربن ۰٫۳۵   q =  فولاد سخت شده سطحی ،مناسب برای پرچکاری وچکش کاری سرد.     مثال: Cq 35     درصد کربن ۰٫۳۵              فولاد غیر آلیاژی مناسب برای پرچکاری وچکش کاری سرد     برای معرفی فولادهای ابزارسازی غیر آلیاژی ،عدد پس از علامت شیمیایی C وعدد معرف کربن با ضریب ۰٫۰۱ ،حرف W  (ابزار) وسپس اعداد ۱ تا ۳ (درجه مرغوبیت)با حرف S  نوشته می شود.   مثال ۱ : C   ۱۰۰   W   ۱                                            درجه ۱    ابزار     درصد کربن    فولاد غیر آلیاژی   مثال ۲ :   C  ۸۵ WS مخصوص    ابزار     درصد کربن    فولاد غیر آلیاژی حرف شناسایی فولاد نورد ، حرف D است.پس از این حرف ،عددی که معرف مقدار کربن موجود در آن است با ضریب ۰٫۰۱ نوشته می شود. D  ۸ مثال :       برای معرفی فولاد های کم آلیاژی را که که مجموع عناصر تشکیل دهنده آنها از ۵% کمتر باشد،بدون استفاده از حرف C با یک عدد آغاز میکنند که این عدد معرف مقدار کربن با ضریب ۰٫۰۱ است پس از آن ،علامت اختصاری شیمیایی سایر عناصر مهم به ترتیب درصد وزنی موجود در آلیاژ ویا توجه به ضریب های داده شده در جدول ۱ – ۳ از زیاد به کم می نویسند. مثال ۱ : ۲۵  Cr  Mo  ۴                                  درصدکرم۱= ۴/۱ * ۴   مولبیدن    کرم     درصد کربن ۰٫۲۵ ۲۸  Ni Cr Mo 7 4 مثال ۲ :     درصد کرم ۱= ۴/۱*۴ درصدنیکل ۷۵/۱= ۴/۱  * ۷  مولبیدن  کرم  نیکل  درصد کربن ۰٫۲۸ توجه : مقدار مولبیدن موجود کمتر از ۱ % است و نوشته نشده است.علامت شناسایی فولادهای پر آلیاژی  که مجموع عناصرتشکیل دهنده آلیاژ آن ها از ۵ % بیشتر است،با حرف X  شروع می شود. پس از این حرف،عددی وجود دارد که معرف مقدار کربن با ضریب ۰٫۰۱ است.وپس از آن،علامت اختصاری شیمیایی سایر عناصر مهم به ترتیب درصد وزنی موجود در آلیاژ با ضریب ۱ نوشته می شود  مثال : X  ۱۲  Cr  Ni  ۱۸  ۸         درصدنیکل -  درصد کرم -  نیکل – کرم -  درصد کربن – فولاد پر آلیاژ   حرف شناسایی فولادهای تند بر S  است وپس از آن عددی که معرف درصد وزنی ولفرام،مولبیدن و کبالت با ضریب ۱ است نوشته می شود. مثال: S 18  ۱  ۲  ۵ درصد کبالت –  درصد وانادیم –  درصد مولبیدن –  درصد ولفرام –  فولاد تندبر بخش روش تولید :حروفی که در این بخش به کار می رودفرایندتهیه فولاد ویژگی های برجسته و نحوه ریخته گری آن را مشخص می کند.در جدول زیر،مفاهیم این حروف را مشاهده می کنید.                         حروف مشخصه مفهوم مثال A فولاد مقاوم به تغییرات جوی A25CrMo 4 G مواد ریختگی G-X12Cr 14 P مناسب برای قطعات تهیه شده PSt50-2      R در قالب های بسته آهنگری در کوکیل Rst37-2      RR فولاد آرام مخصوص RRSt34-7  RO مخصوص لوله های جوشکاری ROSt37-3 S مناسب برای جوشکاری GTW-S38-12 T مناسب برای دماهای پایین TStE-32      U فولاد نا آرام USt37-2 WT فولاد مقاوم به تغییرات آب و هوا WTst37-3 Z مخصوص کشش ZSt44-2         بخش عملیات انجام شده : حروفی که در این بخش به کار برده می شوند،مشخص کننده عملیات حرارتی،روش فرم دادن و کیفیت در ورق های ظریف است.علامت های مربوط به این بخش در آخر حروف و اعداد معرف فولادنوشته می شوند.در بعضی موارد ،پس از حرف مربوط به بخش عملیات انجام شده،عددی قرار داردکه معرف استحکام کششی آن بر حسب دکا نیوتن بر میلیمتر مربع است. در صفحه بعد،حروف معرف این بخش و مفاهیم آنهارا به همراه یک مثال مشاهده می کنید. منظور از آنیل کردن این است که فولاد رابه آرامی تا رسیدن به دمای معینی گرم می کنند.شپس تا زمان معینی آن را  در دین دما نگهمیدارند،آنگاه در محیطی بسته تا دمای محیط بتدریج خنک می کنند. سخت کردن فولاد همراه با برگشت در دمای بالا را بهسازی می گویند.به این وسیله سماجت فولاد زیادمی شود واستحکام کششی آن نیز بالا می رود.         حروف مشخصه مفهوم مثال G آنیل نرم شده است. ۱۶ Mn Cr 5 G K در حالت سرد کشیده سده است ۹۵ Mn 28 K N آنیل نرمال شده است. CK 45 N SH پوسته های سطحی برطرف شده است. CK 45 SH U عملیات حرارتی انجام نشده است. St 37 – ۲U V عملیات بهسازی انجام شده است. ۴۲ Cr Mo 4 V 90         نرم بندی فولاد های ریختگی : حروف شناسایی فولادهای ریختگی  Gs است.پس از این علامت، خط تیره و بعداز آن عددی وجود دارد که با ضرب آن در ۹٫۸۱ حداقل استحکام کششی فولادریختگی بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع به دست می آید. مثال : GS   _ ۳۸ استحکام کششی ۳۸۰ N/mm^2     فولادهای ریختگی برای معرفی فولاد ریخته آلیاژی پس از حروف مشخصه وخط تیره ،عددی نوشته می شود که معرف درصدوزنیکربن با ضریب ۰٫۰۱ است.پس از آن علائم شیمیایی سایر عناصر مهم به ترتیب در صد وزنی موجوددر آلیاژ وباتوجه به ضرائب موجود در جدول ۱ – ۳ از زیادبه کم نوشته می شوند.مثال: GS – ۱۷  Cr  Mo  ۵  ۵ درصد مولبیدن ۰٫۵  –  درصد کرم ۲۵/۱ –  مولبیدن –  کرم  –  درصد کربن ۰٫۱۷   فولاد ریختگی در انتهای علائم مشخصه فولادهای ریختگی وفولاد ساختمانی که اطمینان بیشتری از آنها انتظار میرود،به جای حروف از یک نقطه ویک عدد استفاده می شود که معرف ویژگی هایی است که تولید کننده فولادآن ها راتضمین می کند.در جدول ۲- ۳ علائم مشخصه ویژگی های تضمین شده را مشاهده می کنید.         اعداد شناسایی ویژگی های تضمین شده ۰۹ ۰۸ ۰۷ ۰۶ ۰۵ ۰۴ ۰۳ ۰۲ ۰۱     * *   *     * حد روانی (حد کش آمدن)     *   * *   *   آزمایش جا زدن یا تا زدن     * * *   *     مقاومت در برابر ضربه   *               مقاومت در حالت گرم *                 خواص الکتریکی یا مغناطیسی     GS   ۶۰   ۰۷  مثال:     فولاد ریختگی استحکام کششی  ۶۰۰  نیوتن بر میلیمتر مربع ویژگی های تضمین شده (حدروانی ،آزمایش تا زدن وجازدن ، مقاومت در برابر ضربه)

ویژگی ها و کاربرد انواع فولاد

ویژگی ها و کاربرد انواع فولاد

 مقدمه

    به دلیل تنوع وکاربردفراوان فولادها ، طرح ، وکاربرد هرکدام دریک کتاب درسی امکان پذیرنیست . دراین فصل ازکتاب ، کوشیده ایم فولادها رابه طورکلی گروه بندی کنیم .

فولادها ازنظرعناصرتشکیل دهنده ، به دونوع فولادغیرآلیاژی وآلیاژی تقسیم می شوند …

بقیه متن در ادامه مطلب…

 

فودلادهای غیرآلیاژی : این فولادها از ۰٫۰۶  تا  ۱٫۵ درصدکربن دارند. عناصردیگری نیز با آنها همراه است که درهرحال مقدارآن ها نباید از حد معینی (۰٫۵ درصدسیلیسیم ، ۰٫۸ درصدگوگردومنگنز ، ۰٫۵ درصدآلومینیم یا تیتان ، ۰٫۲۵ درصدمس ) بیشترباشد.

درفولادهای غیرآلیاژی ، کربن نقش تعیین کننده را دارد ،به همین دلیل ،این فولادها به فولادهای کربنی نیزمعروف هستند.

فولادهای آلیاژی : اگرفولادرابرای افزایش و تامین خواص مورد نظر با فلزاتی مانند کرم ، نیکل ، ولفرام ، کبالت ، مولیبدن ، منگنز ، وانادیم و … آلیاژ کنند ، فولادهای آلیاژی به دست می آید .چنانچه مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولاد آلیاژی از ۵ درصد کمتر باشد، آن را فولاد «کم آلیاژ» و چنانچه از۵ درصد بیشتر باشد، «فولاد پرآلیاژ» می نامند. فولادها را از نظر کاربرد به دو نوع فولادهای ساختمانی و فولادهای ابزارسازی تقسیم می کنند.

فولادهای ساختمانی

به فولاد هایی می گویند که از آنها می توان به عنوان مواد اولیه برای ساختمان اسکلت های فلزی ، اسکلت پل ها وهمچنین برای ساختن قطعات وسایل نقلیه ، دستگاهها ، ماشین آلات ، اجزای ماشین (پیچ ومهره ، میله ومحور، یاتاقان غلتشی و … ) استفاده کرد .

امروزه حدود ۹۰ درصد محصولات کاخانه های فولادسازی را فولادهای ساختمانی تشکیل می دهند . تقسیم بندی فولادهای ساختمانی در نمودار شکل زیر نشان داده شده است

فولاد ساختمانی

 

فولاد ساختمانی غیر آلیاژی

فولاد ساختمانی آلیاژی

 

عملیات حرارتی (سخت کاری وبهسازی ) یا خواص ویژه لازم است.

خیر

بلی

فولاد ساختمانی معمولی

St 37 -2    St 37 -3   St 50-2

St 50-3       St 60 -2

فولاد کیفی

فولاد بهسازی                  فولاد کربوریزه

C10, Ck15               C35,C45,C60

 

فولاد نجیب

        فولاد بهسازی                   فولاد کربونریزه

  Ck10, Ck15,         Ck35, Ck45,  Ck60

 

 

 

خواص کافی نیست

 

 

فولادهای ساختمانی معمولی : این فولادها جزء فولادهای غیرآلیاژی هستند و چون درانتخاب آن ها استحکام کششی نقشی تعیین کننده دارد ، آن ها را برحسب استحکام کششی شان طبقه بندی می کنند . استحکام کششی این فولادها متناسب با درصدکربن موجود در آنها افزایش می یابد و برعکس ، انبساط (کش آمدن ) آنها کاهش می یابد .، به عبارت دیگر، با افزایش کربن ، شکنندگی فولادبیشترمی شود . همچنین ازدیاد کربن قابلیت تغییر فرم درحالت یا گرم ، قابلیت جوشکاری ، و براده برداری فولاد را کاهش می دهد .

این فولادها از ۰٫۱۲ تا ۰٫۶ درصد کربن داشته وآنها رادرسه گروه با درجه مرغوبیت ۱و  ۲ و ۳  تولید و به بازار عرضه می کنند .

فولادهای دانه ریزمخصوص جوشکاری : این فولادها قابلیت جوشکاری خوبی دارند .

فولادهای سختکاری شونده (کربوریزه ) : ازاین فولادها برای ساختن قطعاتی استفاده میشود که بایستی دارای سطح خارجی سخت وقسمت داخلی (مغز ) نرم باشند. همچنین سطح آنها درمقابل سایش مقاوم بوده وقسمت داخلی آنها قابلیت تحمل خودرادرمقابل ضربه حفظ کند وشکننده نباشد . برای این منظور، ابتدا کربن سطح خارجی آن ها رابا روش های مختلف افزایش می دهند وسپس سختکاری می کنند . برای اینکه قسمت داخلی این فولادها پس ازسختکاری ، نرم باقی بماند ، باید مقداردرصد کربن آن ها از۲٫۰ درصد کمترباشد

a = ماسوره ماشین بافندگی          (C10)                                     d = فنر کششی و پیچشی       (C45)

b = میله و بوش(C15)                                                          e  = فنر شمش                    (C45)

c = قطعه کلاچ پنجه ای (C35 )                                            f = میل لنگ                   (C60)

شکل ۲ -  نمونه هایی از موارد مصرف فولاد های سختکاری شونده سطحی

 .

a = کولیس و سایر وسایل اندازه گیری          (۱۵Cr3)                                  d = پروانه قایق       (۳۶Cr Ni Mo 4)

b = چرخ دنده ها(۱۵Cr  Ni6)                                                          e  =    پدال         (۴۰Mn 4)

c = درپوش منابع تحت فشاری (۱۶Mn Cr5 )                             f = دسته شاتون    (۳۰Cr Mo V9)

شکل ۳ -   نمونه هایی از موارد مصرف فولاد های سختکاری شونده سطحی آلیاژی

فولادهای بهسازی شونده : این فولادها جزء فولادهای ساختمانی هستند و۲٫۰ تا ۶٫۰ درصد کربن دارند . استحکام کششی ومقاومت این فولادها رامی توان به وسیله بهسازی ( سخت کردن وبرگشت دادن تا درجه حرارت ۵۰۰ تا ۷۰۰ سا نتیگراد ) افزایش داد فولادهای بهسازی شونده برای ساخت قطعاتی به کار می رود که درمعرض ضربه وبرخورد قراردارند .، مانند میل لنگ ها ، محورلنگ پرس های ضربه ای ومحور وسایل نقلیه .

 

فولادهای ازته  شدنی (نیتروژه ) : این فولادها قابلیت جذب ازت را دارند وبه همین دلیل می توان سطح آ ن ها راپس از بهسازی به وسیله ی جذب سطحی ازت سخت کرد . این فولادها جزء فولادهای آلیاژی هستند وممکن است حاوی فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن ، وانادیم ، نیکل وآلومینیوم باشند . وجود فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن وآلومینیم قابلیت جذب ازت را درفولاد افزایش می دهند . ازاین فولادها درساخت قطعاتی استفاده می شود که نباید هنگام عملیات حرارتی پیچیدگی پیدا شود .

فولادها ی  اتوما ت : این فولادها که به آ نها « فولادهای خوش تراش » نیز می گویند ، جزء فولادهای ساختمانی هستند . استحکام این فولادها برحسب درصد عناصر موجود در آن ها متفاوت است . در هنگام براده براری از این فولا دها ، براده های کوتاهی جدا می شوند وسطح خوبی را به دست می دهند . این ویژگی بیشتراز همه مرهون وجود گوگرد s) ) است که مقدار آن دراین گونه فولادها به ۱۸٫۰ تا ۰٫۴ درصد می رسد . وجود گوگرد باعث می شود که فولاد گرم شده ، شکننده شود هنگام براده برداری براده های کوتاهی به وجود آید . به همین دلیل درماشینهای اتومات که براد ه های بلند اختلا لات فراوانی ( مانند پیچیدن براده به دور ابزار وکار ، سا ییدگی وکم شدن دوام ابزار ) رابه وجود می آ ورند ، از فولادهای اتومات استفاده شود . شایان توجه است که وجود گوگرد زیاد دراین فولادها ، استحکام آ نها رادر مقابل ضربه کاهش می دهد . از دیگر معایب فولادهای اتومات عدم قابلیت جوشکاری وتغییر فرم سرد آ ن ها است . فولادهای اتوما ت ( بجزگوگرد ) دارای  ۰۷٫۰ تا ۶۵٫۰ درصد ، ۶٫۰ تا ۵٫۱ درصد منگز ۰۵٫۰ تا ۴۰٫ درصد سیلیسیم هستند ودرصورتی که شکنندگی بیشتر براده وسطح مرغوبتر مورد نظر باشد ، ۱۵٫۰ تا ۳٫۰ درصد سرب نیز به آن می افزایند.

 

فولادهای فنر : فولادهای فنر علاوه بر استحکام کششی زیاد ، باید خاصیت الا ستیسیته خوبی داشته ودربرابر سایش وارتعاش نیز مقاوم باشند . وجود سیلیسیم درفولاد فنر خاصیت الا ستیسیته ووجود کرم استحکام ومقاومت درمقابل خوردگی را افزایش می دهد . این ویژگی ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه با وجود آن ها می توان به وسیله ی عملیات حرارتی وتغییر فرم درحالت سرد ، خواص آن را تغییر داده و ویژگی های مورد نظر را به دست آورد . فولادهای کربنی با ۵٫۰ تا ۱ درصد کربن ، ۳٫۰ تا ۴٫۰ درصد منگز و حداکثر ۰۴٫۰ درصد گوگرد وفسفر درساخت فنرها کابرد زیادی دارند . برای سا خت فنرهای تخت یا مارپیچی که پس از سا خت تحت عملیات  حرارتی قرار  نمی گیرد ، فولادهای سخت کشیده یا نورد شده به کار می رود . از فولادهای کرم ووانادیم دار ، درساخت  فنرهای بزرگ اتومبیل ولکوموتیو استفاده می شود . فولادهای سیسیلیم دار نیز در سا خت فنرهایی کاربرد دارند که استحکام ومقاومت ضربه ای زیاد از آن ها انتظار می رود . این فولادها به طور متوسط ۴٫۰ درصد کربن ، ۷۵٫۰ درصد سیسیایم ، ۹۵٫۰ درصد منگنز با مس یا بدون مس دارند ولی مقدار سیسیلیم آن ها ممکن است تا ۲ درصد نیز برسد . فولادهای منگنز دار مخصوص ساخت فنر خودروها محتوی ۲۵٫۱ درصد منگنز ، ۴٫۰ درصد کربن ، ۲درصد منگنز ، و۴۵٫۰ درصد کربن هستند . استحکام کششی این فولادها به شرط انجام عملیات حرارتی تا ۱۴۰۰ نیوتن برمیلیمتر مربع افزایش می یابد . فولادهای سیسیلیم منگنز دار دارای استحکام کششی زیاد تا حدود ۱۸۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع هستند . نوعی از این فولاد که ۶۴٫۱۵ درصد کرم ، ۳۸٫۴ درصد نیکل ، ۶۸٫۲ درصد مولیبدن ، ۱درصد منگنز ، ۳۲٫۰ درصد سیسیلیم ، ۱۲٫۰ درصد مس و۱۴٫۰ درصد کربن دارد ، درساخت فنر موترهای جت وسایر مواردی که مقاومت در مقابل گرمای زیاد مورد نیاز است ، به کار می روند . نوع دیگری از فولاد فنر با ۵۰ درصد کبالت ، ۲۰ درصد کربن کرم ، ۱۵ درصد ولفرام و۱۰ درصد نیکل وحداکثر ۱۵٫۰ درصد کربن ، ودر دمای ۷۶۰ سانتیگراد ویژگی های خود را حفظ می کند .

فولادهای مخصوص : دامنه ی فولادهای مخصوص به قدری وسیع است که نمی توان درباره ی ویژگی های همه ی آن ها سخن گفت . این فولادها رابه سه گروه : فولادهای نسوز ، فولادهای ضد زنگ وفولادهای ضد مغناطیس ، تقسیم کرده ایم وهریک از آن ها را شرح می دهیم .

 فولادهای نسوز ( مقوم درمقابل حرارت وگداختگی )

استحکام این فولادها تا دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد تضمین شده است وتا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد نیز نمی سوزند. شایان توجه است که درمورد گداختگی وسوختن فولادها دو مطلب مهم مورد نظر است .

الف مقاومت در مقابل تاثیر گاز هایی مانند اکسیژن و اکسیدهای کربن ، بخار آب وگازهای گوگرد دار دردماهای بالا .

ب حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا ، این ویژگی ها بیشتر مرهون کرم موجود درآنها بوده و هر چه دمای کاری آن ها بیشتر باشد ، باید مقدار کرم بیشتری با آن ها آلیا ژ شود تا از سوختن (درشت دانه شدن ) فولاد جلوگیری کند . از این فولادها برای تهیه ورق ، لوله های   تا سیسا ت دیگ های بخار ، پره های توربین های گازی و بخاری ، سوپاپ دود موتورهای احتراقی و … استفاده می شود .

 

ویژگی ها وکاربرد فولاد نسوز

موارد استفاده

ویژگی ها

علامت اختصاری

لوله داغ بخار آب

قابلیت جوشکاری خوب

۱۴ Cr Mo 4

سوپاپ های موتور های احتراقی

مقاوم در مقابل سایش و خورندگی

X 45 Cr Ni W 15 13

X 45 Cr Ni Si 19 10

قطعات کوره های صنعتی جعبه های بهسازی

مقاوم در برابر سوختن (تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد)

X 15 Cr Ni Si 25 20

 

 

 

 

 

 فولادهای ضد زنگ

در این فولادها کرم کرم نیکل نقشی تعیین کننده دارد ومقدارکرم موجود در آن ها نباید از ۱۳ درصد کمتر باشد . این فولادها درمقابل خوردگی ، رطوبت هوا واغلب اسیدها وبازها مقاوم هستند وبرای تهیه ظروف ولوله های صنایع غذایی ، شیمیایی وشیرینی پزی مورد استفاده قرارمی گیرند . در فولادهای ضد زنگی که برای تهیه ظروف ولوله های حاوی موادغذایی از آن ها استفاده می شود ، به مقدار ۲٫۰ تا ۴٫۰ درصد مس نیز با آن آ لیاژ می کنند تا از تاثیر بوی بد فولاد روی مواد غذایی جلوگیری شود . این فولادها رامی توان از طریق براده برداری یا روش روش بدون براده برداری تغییر فرم داد و بخوبی جوشکاری کرد فولادهای ضد زنگ را می توان به وسیله پولیش دادن صیقل داد وکاملا پرداخت کرد .

فولادهای ضد مغناطیس

این فولادها دارای منگنز زیادی هستند (مانند فولاد X 50 Mn  Cr 18  ) فولادهای ضد مغناطیس را می توان درحالت سرد بخوبی فرم داد وچنانچه تغییرفرم زیاد در آن ها مورد نیاز باشد ، باید عملات تابانیدن روی آن ها انجام گیرد . عمل تابانیدن این فولادها به این ترتیب است که ابتدا آن ها را تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرده وسپس در آب خنک سرد می کنند . این عمل باعث می شود که فولاد نرم و سمج شود . فولادهای ضد مغناطیس قابلیت براده برداری خوبی ندارد . ازاین گونه فولادها می توان X 8 Cr Ni 12 12  را نام برد که فولادی ضد زنگ ، ضد مغناطیس ، قابل کشش عمییق ( درقالب های کششی ) است وبخوبی صیقل می پذیرد . این فولادها برای تهیه قاب ساعت ، محفظه قطب نما کارد وچنگال وظروف تزیینی مورد استفاده قرارمی گیرند .

 

فولادهای ورق : فولادهای ورق رادر گروه های خیلی ظریف ، سفید وهمچنین ظریف ، متوسط ، خشن وورق دیگ سازی تولید می کنند . ورق های خیلی ظریف وسفید را از فولادهای غیر آ لیا ژی نرم با ضخامت های کمتر از ۰٫۵ میلیمتر تولید می کنند . چربی سطح خارجی این فولادها را پس از تولید از بین می برند ،ۀ به همین دلیل می توان روی آن ها بخوبی رنگ کاری کرد وعملیات چاپ را انجام داد . ورق های سفیدی که درایران به حلبی معروفند ، قشر نازکی از قلع دارند .

ورق های ظریف برای کارهایی مانند کشش عمیق یا ایجاد نقش برجسته مناسب است وسطح خارجی آن رامی توان بخوبی گالوانیزه یا رنگ کرد . درجه خوبی این ورق ها رابرحسب اعدادی از ۱۰ تا ۱۴ نرم بندی کرده اند ، به عنوان مثال ، علامت St 10  برای ورق های با قابلیت کشش عمیق وSt 14  برای ورق هایی که قابلیت کشش خیلی خوبی دارند ، انتخاب کرده اند . برای نشان دادن عملیاتی که پس از نوردکاری روی ورق ها انجام می شود ،ازعددهای ۰۱ ، ۰۲،۰۳،۰۴،۰۵ استفاده می شود . انواع ورق های ظریف ، درحالت های سرد وگرم شکننده نیستند ومقدار کربن آن ها از ۱٫۰ تا ۱۵٫۰ درصد است . این فولادها می توانند تغییر شکل دهند وقابلیت جوش ذوبی دارند . انواع ۰۳،۰۴،۰۵ برای جوش نقطه ای ودرزی مناسب است ورق های متوسط وخشن را معمولا از فولادهای ساختمانی معمولی وهمچنین از فولادهای بهسازی شونده وسختکاری شونده سطحی تهیه می کنند . مخزن ها ولوله های تحت فشاری را که لازم است قابلیت جوش ذوبی داشته باشند ، ازفولادهای غیرآ لیاژِ می سازند . علائم مشخصه این فولادها HIV, HIII, HII, HI  است . هرچه ععدهای به کاررفته درعلامت اختصاری بزرگتر باشد ، نشان دهنده ی افزایش درصد کربن و استحکام کششی آنها ست . این ورق ها به « ورق های دیگ سازی» معروف هستند .

فولادهای ابزارسازی

فولادهای ابزارسازی به فولادهایی می گویند که از آن ها درساختن ابزارهای براده برداری وبرش ( مانند چکش ، تیغه های دستگاه خم کن ، سنبه های خم وکشش ، قالب های کوره کاری ، قالب های ریخته گری … ) استفاده می شود . درانتخاب فولادهای ابزار سازی استحکام کششی وانبساط چندان مورد توجه نیست بلکه قابلیت برش وسختی آنها بیشترمطرح است . این فولادها رابرحسب درصد عناصر موجود در آنها به فولادهای ابزارسازی غیر      آ لیاژی ، کم آلیاژ وپر آ لیاژ تقسیم می کنند . فولادهای ابزارسازی راهمچنین برحسب مورداستفاده ( دمای کاری ) به فولادهای سردکاروگرمکار وبرحسب موادخنک کننده ای که درهنگام سختکاری آنها به کارمیرود به فولادهای آبی ،روغنی وهوایی تقسیم می کنند . فولادهای ابزارسازی غیرآ لیاژِ وکم آ لیاژدارای ۵٫۰ تا ۵٫۱ درصدکربن هستند . میزان کربن فولادهای ابزارسازی پرآلیا ژتا ۲/۲ درصد است . همه ی این فولادها (حتی آنها که غیر آلیاژی هستند ) جزء فولادها ی نجیب به حساب می آیند .، زیرا درجه خلوص بالایی دارند . فولادهای سردکارسماجت خوبی دارند ومقاومت آنها درمقابل ضربه ، فشاروسا ییدگی زیاد است . بااین فولادها میتوان مواد کاررابا یکی از روش های براده برداری یا بدون براده برداری تغییرفرم داد . فولادهای گرمکار دردماهای بالا دارای استحکام مکا نیکی ، ودوام برندگی زیادی هستند وبرای تهیه قا لب های کوره کاری ، ماتریس مخصوص تهیه نیمه ساخته ها و… به کارمیروند . بااین فولادها می توان قطعات فولادی ، فلزات سبک وسنگین رادرحالت گرم تغییرفرم داد.

فولاد ابزارسازی غیرآ لیاژِی : دراین فولادها مقدارکربن ( ۵/۰ تا ۵/۱ درصد ) نقش تعیین کننده د رمورد استفا ده آنها دارد وچرچه مقدارآنها بیشترباشد ، به همان نسبت سختی آنها افزایش می یابد . درجه حرارت سختکاری این فولادها از ۷۶۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد است . وپس از سردکردن درآ ب ، آنها رادردمای ۲۰۰ تا ۳۰۰  درجه سانتیگراد برگشت میدهند . دمای کاری این فولادها کمتراز ۲۰۰ درجه سا نتیگراد است ودر۲۰۰ درجه سا نتیگراد سختی خودرااز د ست میدهند  به عنوان مثال فولادابزارسازی غیرآ لیاژی C150 W1 پس از سختکاری ، از فولادهای آ لیاژی نیز سخت ترمیشود ولی دردرجه حرارت حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد سختی خودرااز دست می دهد فولاد ابزارسازی غیرآلیاژی رامیتوان دردمای ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سا نتیگراد کوره کاری کرد .

 فولادابزارسازی کم آلیاژ : برای افزایش دوام برش واستحکام درحالت گرم ، فولادهای ابزارسازی رابا عناصری مانند کرم ، ولفرام ، نیکل ، منگنز ،مولیبدن ووانادیم آ لیاژ می کنند . مجموع درصد عناصر آ لیا ژی درفولادهای ابزارسازی کم آ لیاژ از ۵ درصد کمتر است . براده برداری با این فولادها نسبت به فولادهای ابزار سازی   غیرآ لیاژی با سرعت برشی بیشتری امکان پذیراست وسختی وقابلیت برش خودراتا ۴۰۰ درجه سا نتیگراد حفظ میکنند . این فولادها رامی توان دردرجه حرارت های ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سا نتیگراد سختکاری کرد . درهر حال ، بایدتوجه داشت که شرایط سختکاری ، کوره کاری وعملیا ت دیگری که روی آنها انجام خواهد گرفت ، ازطرف کارخانه های تولیدکننده داده میشود ولازم است که شرایط مربوط بدقت رعایت شود .

 

 

فولادهای ابزارسازی پرآلیاژ : فولادهای ابزارسازی پرآ لیاژرامی توان به سه گروه : فولادهای سردکار، گرم کاروتندبرتقسیم کرد. این فولادها به دلیل داشتن عناصری مانند ولفرام ،مولیبدن ،وانادیم وکبا لت ، درمقابل سایش سختی ومقاومت خوبی دارند ومخصوصا وجود ولفرام باعث می شود که بتوانند سختی خودراتا دمای ۵۵۰  درجه سا نتیگراد حفظ کند. این فولاها می توانند تا ۲٫۲ درصد کربن داشته باشند. ومجموع سایرعنا صرآ لیاژی درآنها بایداز۵ درصدبیشترباشد. به نوعی ازاین فولادها که برای ساختن ابزارهای براده برداری به کارمیروند ، « فولادتندبر » می گویند . بااین فولادها می توان باسرعت برشی بیشترازفولادهای ابزارسازی کم آ لیاژ براده برداری کرد . درجه حرارت سختکاری این فولادها رامی توان برحسب کاربرد و درصد عناصر موجود درآنها از  ۹۲۰ تا ۱۳۲۰ درجه سا نتیگراد انتخاب کرد وآنها را در روغن یا هوا سرد نمود ودر دمای ۱۰۰ تا ۶۷۰ درجه سانتیگراد برگشت داد. از آنجا که قیمت این فولادها گران است ، دربعضی موارد برای صرفه جویی ، آنها رابه صورت قطعاتی کوچک به بازارعرضه می کنند واز آنها تنها برای تامین لبه های برنده ابزاراستفاده می نمایند . برای این منظور، این قطعات راروی بدنه ای ازفولادساختمانی لحیم سخت کرده یا جوش می دهند.

 

http://shenakhtemavad.persianblog.ir

 

فولاد

اصطلاح فولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۲ درصد کربن دارند بکار می‌رود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

 


کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود.

ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبال می‌شود:

  • سوزاندن ناخالصی‌های چدن
  • افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

 

منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO۲) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی‌اکسید سیلسیم (SiO۲) است، بکار می‌برند:

  • (MnO + SiO۲ ——-> MnSiO۳(l

و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

  • (MgO + SiO۲ ——-> MgSiO۲(l

(۶MgO + P۴O۱۰ ——-> ۲Mg۳(PO۴)۲(l

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن ۱۰۰ تا ۲۰۰ تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش ۳۰۰ تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO۲ رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریباً به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود و معمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

تبدیل آهن به فولاد آلیاژی

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کاربید آهن (Fe۳C) به نام «‘سمنتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

  • Fe۳C <——- گرما + ۳Fe + C

هرگاه فولادی که دارای سمنتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا می‌شود. این مکانیزم در چدن‌ها که درصد کربن در آنها بیشتر است، اهمیت بیشتری دارد. برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتاً به شکل سمنتیت باقی می‌ماند. تجزیه سمنتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملاً انجام نمی‌گیرد.

 

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:37 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


فلزات آهنی

فلزات آهنی
آهن، فولاد ، چدن   آهن(F): آهن به عنوان یک عنصر شیمیایی،در طبیعت به ندرت به صورت خالص یافت می شود.این عنصر بعد از آلومینیم فراوانترین عنصر است وحدود ۵ درصد از قشر جامد کره زمین را تشکیل می دهد.آهن اغلب به صورت اکسید در معادن وجود دارد ولی به صورت کربنات،سیلیکات وسولفید آهن نیز در طبیعت یافت می شود.آهن خالص بعلت نرم بودن ونداشتن استحکام کافی در صنایع مورد استفاده ندارد و معمولاً آن را همراه با عناصر دیگر مانند غیر فلزات (کربن،گوگرد،فسفر،سیلیسیم) و در بعضی موارد با فلزات (کرم، نیکل،وانادیم،مولبیدن و…)به صورت آلیاژ به کار می برند که به نام های اصلی فولاد و چدن  نامیده می شوند. بقیه متن در ادامه مطلب…  فولاد و چدن: فولاد وچدن ها آلیاژهایی هستند از آهن وکربن که عناصر دیگری نیز به همراه دارند در این میان کربن نقش مهمی دارد ومقدار آن تعیین کننده قسمت اعظم خصوصیات آنها( قابلیت کوره کاری،آبکاری،ریخته گری،نقطه ذوب و…) است.اگر مقدار کربن از ۲٫۰۶ کمتر باشد محصول فولاد نامیده می شود.واگر از ۲٫۰۶ تا ۶٫۶۷ در صد باشد آن را چدن میگویند.البته برخی فولاد های آلیاژی یافت می شودتا ۲٫۲ در صد کربن دارد.نمودار ۱ طبقه بندی فولاد وچدن و درصد کربن آن ها را نشان می دهد. فولادها وچدنها بیشرین کاربرد را دارند ، ماده اولیه فولادها وچدنها ، آهن خام است. تهیه آهن با روش احیای غیر مستقیم: در این روش سنگ آهن را پس از آماده کردن،در کوره بلند به کمک کک و کلوخه و آهک احیا و تصفیه می کنند. سنگ آهن: سنگ معدن آهن ازقسمت های اصلی سنگ( اکسید های آهن) ومواد زائدوناخالصی های مختلف تشکیل شده است. ناخالصی هایی که همراه سنگ معدن آهن وجود دارند عبارتند از (اکسید سیلیسیم،مخلوط گل رس ودر بعضی مواردکربنات کلسیم،کلسیم،گوگرد،منگنز،ترکیبات فسفر و…) تشکیل شده است.سنگ آهن هایی که در طبیعت یافت می شوند انواع مختلفی دارند که در جدول ۱  نام و خوصوصیات پرمصرفترین آن رامشاهده می کنید.ارزش سنگ معدن آهن به درصد وترکیبات دیگر آن ، مقدار ذخیره وموقعیت محلی بستگی دارد. سنگ آهن مصرفی کارخانه ذوب آهن اصفهان  مخلوطی از سنگ های معدن مگنتیت و هماتیت است که از مرغوب ترین نوع سنگ های آهن به حساب می آید.  قسمت اعظم سنگ آهنی کهبرای تصفیه در این کارخانه مورد استفاده قرار می گیرد  از معادن چغارت واقع در ۱۴ کیلومتری شمال شرقی بافق یزد استخراج می شود.    جدول ۱ نام سنگ آهن فورمول شیمیایی درصد آهن مغناطیسی (ماگنتیت) ۴O3 Fe 60تا۷۰ قرمز(هماتیت) ۳o 2Fe  ۴۰تا۶۰ قهوهای (لیمونیت)   O 2H3، ۳O 2Fe2 30تا۵۰ کربنات آهن (سیدریت) ۳FeCO 30تا۴۰     آماده کردن سنگ آهن: هرگاه سنگ آهن استخراج شده از معدن را مستقیماَ وارد کوره کنیم، در کار ذوب و تصفیه ایجاد اختلات فرائانی می کند واز نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه نیست. مثلاََ قطعات بزرگ سنگ معدن دیرتر ذوب می شود و عمل تصفیه را به تاخیره می اندازند؛ همچنین خا که ها و پودر ها نیز مسیر گاز های گرم را در کوره مسدودمی کنند و مانع ذوب وتصفیه در سطوح بالاتر کوره می شود. از طرف دیگر مواد اضافی موجود در سنگ آهن ، علاو بر تقلیل مرغو بیت آهن خام ، با عث ایجاد صدمه به لایه نسوز کوره نیز می شود . بنابر این لازم است که سنگ معدن را قبل از ورود به کوره آماده کنند .آماده کردن سنگ معدن در چند مرحله انجام می گیرد که عبارتند از غربال کردن ، خرد کردن  تغلیظ وپر عیار کردن. سوخت کوره بلند: درکوره بلند،برای ذوب و تصفیه،نیاز به سوختی است که علاوه بر تامین حرارت لازم،بتواند کربن مورد نیاز برای احیاء اکسید آهنرانیز دراختیار بگذارد. این سوخت می باید ارزش حرارتی زیادی داشته باشد و در ضمن سوختن به هم نچسبد وبرای اینکه بتواند گاز هارا از بین خود عبور دهد و عمل احتراق را تسهیل کند ، بهتر است که متخلخل نیز باشد . برای این منظور از کک استفاده می کنند که علاو بر مزایای فوق استحکام زیادی دارد و خاکستر کمی نیز (کمتر از ۱۱درصد) از خود به جای می گذارد. کک مصرفی  کارخانه ذوب آهن ایران مرغوب چندانی نداشته و ۱ درصد گوگرد ،۳درصد رطوبت ،۱۵ درصد خاکستر وفقط ۸۱ درصد کربن دارد.زغال سنگ مصرفی برای تهیه کک از معادن سنگرود ، زیر آب ،شاهرود وکرمان استخراج و به وسیله قطار به اصفهان حمل می شود. سیا له ها ومواد گدازآور: مواد سیاله وگدازآور، موادی هستند که در کوره به جریان ذوب کمک وجدا کردن  ناخالصی ها از فلز مذاب را آسان می کنند . برای این منظور از آهک استفاده می شود. آهک با ناخالصی های موجود در سنگ آهن(سلیسیم، منگنز،گوگرد) ترکیب شده وآن ها را به صورت سرباره به سطح مذاب می راند. سنگ آهک کارخانه اصفهان از پیر بکران اصفهان و کوارتزیت ازمنگستانه یزد تامین می گردد. کوره بلند: معمولاَََََ برای احیاء و تصفیه سنگ آهن از کورهبلند استفاده می شود. این کوره از دو مخروط ناقص تشکیل شده است که در قاعده بزرگ با هم مشترکند. جدار خارجی کوره را از صفحات فولادی درست می کنند وقسمت داخلی آن را با لایه ای از مواد نسوز می پوشانند. برای خنک کردن، معمولاً از جریان آبی که در بین دیواره کوره وجود دارد استفاده می شود. کوره های بلند را به ارتفاع   ۳۰ تا ۸۰   متر می سازندودر بزرگترین قسمت، قطری از   ۱۰تا ۱۴ متر دارند. قسمت تحتانی کوره، استوانه ای شکل وبه بوته معروف است ؛ در این محل مواد مذاب و سرباره جمع می شود. بوته معمولاً دارای دو محل خروج است که یکی در بالا، برای خروج سرباره ودیگری در قسمت پایین ، برای خروج آهن خام مذاب در نظر گرفته شده است. در پیرامون قسمت بالای بوته ،شیپورک هایی وجود دارند که از آن ها هوای گرم (حدود  ۸۰۰ تا ۱۲۰۰   درجه سانتی گراد) مورد نیاز برای احتراق کک ، به داخل کوره دمیده می شود.مخروط ناقصی که در بالی بوته قرار دارد شکم کوره نام دارد وبه منطقه ذوب نیز معروف است. مخروط فوقانی کوره رابرای بارگیری در نظر می گیرند . در بالای این قسمت دهانه قیفی شکلی قراردارد که هنگام ریختن مواد بداخل کوره، دَرِ آن باز می شود وپس از تکمیل بار کوره، مجدداً مسدود می گردد.در کنار کوره بلند ، بالابر مایلی قرار دارد که از آن برای بالا بردن واگن های مخصوص حمل مواد کمک گرفته می شود. هرکوره بلند معمولاً  ۴ واحد هوا گرم کن به ضمیمه دارد که متناوباً برای گرم کردن هوای ورودی کوره ، مورد استفاده قرار می گیرد. خود این گرم کن ها را نیز به وسیله گاز های قابل اشتعالی که از کوره بلند متصاعد می شوند و یا گاز کک سازی می توان گرم کرد. از آنجا که همرا ه گاز خروجی از کوره بلند ،گرد وغبار وذرات ریز سنگ آهن، کک ویا آهک وجود دارد،می باید ابتدا ذرات را به وسیله جدا کننده هایی از یکدیگر تفکیک شده را معمولاً برای استفاده مجدد به قسمت کلوخ سازی می برند و از گاز باقیمانده که حاوی مقدارزیادی منو اکسید کربن می باشد ،برای مصارف حرارتی استفاده می کنند. بار کردن کوره بلند: پس از آماده کردن سنگ آهن ، کلوخه، کک و آهک، آن ها را با نسبت های معینی، به صورت لایه لایه از بالا ی کوره به داخل آن می ریزند. وجود پخش کن مخروطی شکلی که در زیر قیف وجود دارد با عث می شود که مواد به صورت یکنواخت در داخل کوره پخش شوند ودر آن انباشته نشوند. البته  کوره های بلندی نیز یافت می شوند که در آن ها فقط از کلوخه هایی که قبلاً با کک و آهک و سایر مواد سیاله با نسبت های معینی مخلوط شده اند، به همراه کک اضافی ، استفاده می شود. نسبت هر یک از مواد ریخته شده در کوره بلند به نوع وجنس سنگ آهن ، کلوخ ومواد سیاله وگداز آور بستگی دارد. به عنوان مثال در کارخانه ذوب آهن اصفهان  برای تولید  یک تن آهن خام،۵۹۹ کیلو گرم سنگ آهن، ۱۰۸۲ کیلو گرم کلوخ ،۲/۱۲ کیلو گرم آهک و مواد گدازآور و ۴۵۹ کیلو گرم کک،به داخل کوره ریخته و در هر دقیقه  به طور متوسط ۱۶۰۰ متر مکعب هوا مورد نیاز است . به طوریکه ملا حظه می شود حدود نصف محصول خام ، به صورت کلوخه در کوره ریخته می شود که از مزایای کارخانه است.       فعل و انفعا لات داخل کو ره بلند:  عملیات ذوب و تصفیه سنگ آهن در داخل کوره بلند درچهار منطقه به شرح زیر انجام می گیرد: ۱- منطقه خشک کردن : این منطقه که در قسمت بالا ی کوره قرار دارد منطقه ای است که درجه حرارت آن تقریباً ۳۰۰ در جه سانتی گراد است .در این منطقه عبور گاز های گرم باعث افزایش درجه حرارت مواد ریخته شده به داخل کوره می شود و رطوبت آن ها را نیز تبخیر می کند. ۲- منطقه احیاء(احیای غیر مستقیم): در این منطقه با افزایش درجه حرارت ،کک و مواد سیاله و گدازآور شروع به تأثیر می کند وگاز منواکسید کربن (co) متصاعد شده از طریق احتراق ناقص کک، بر روی اکسید آهن اثر و آن را در چند مرحله احیاء می کند.                        ۳- منطقه کربنیزه شدن: دراین  منطقه که درجه حرارت آن حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد است ،آهن خالصی که از احیای سنگ آهن حاصل شده  است، ضمن فرود به سمت پایین کوره ، با کک گداخته بر خورد می کند و با کربن موجود در آن ترکیب می شود .   باید توجه داشت که در این مرحله سیلیسیم ، گوگرد ، منگنز و فسفر نیز به همراه C 3 Fe به سمت پایین حرکت می کنند؛ که بخشی از آن با C 3Fe آلیاژ می شود. ۴- منطقه ذوب (احیای مستقیم): در این مرحله ترکیبات ذوب شده به سمت پایین حرکت می کنند؛ وچون تمام اکسید آهن(FeO) در قسمت های بالا فرصت کافی برای احیاء شدن را پیدا نمی کنند؛ باقیمانده آن ها در این مرحله، به وسیله ی کربن جامد احیاء می شوند. این عمل در درجه حرارت بین ۱۲۰۰تا۱۴۰۰ درجه سانتی گراد انجام می گیرد. شکل ۲ فعل و انفعالات داخل کوره بلند را نشان می دهد.   پس از منا طق گفته شده، بوته قرار دارد که مواد مذاب در آن جمع می شود و مضا فات آن، به علت داشتن وزن مخصوص کمتر، به صورت سرباره در بالا ی آن قرار  می گیرد. حال می توان سرباره را از محل خروجی که در قسمت بالی بوته قرار دارد خارج کرد وسپس از سوراخ زیر بوته، مواد مذاب را که آهن خام نامیده می شود خارج نمود. عمل تخلیه آهن خام رادر هر ۴تا۵ ساعت یکبار انجام می دهند و به همان نسبت بار کوره را از بالا به آن اضافه می کنند به این ترتیب کار کوره بلند مداوم است ودر تمام ۲۴ ساعت شبانه روز عملیات فوق در آن انجام می گیرد. محصولات کوره بلند: محصولات اصلی کوره بلند را آهن خام می نامند . آهن خام دارای ۳تا۴ در صد کربن و نقطه ذوب آن در حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد  است . این محصول را به دلیل شکنندگی زیاد وناخالصی های فراوان ،نمی توان در صنعت مورد استفاده قرار داد.با تنظیم درجه حرارت کوره بلند و کنترل مقدار سیلیسیم و منگنز موجود در آن می توان دو نوع آهن خام به دست آورد که به نام های آن خام سفید و آهن خام خاکستری معروفند. آهن خام سفید: آهن خام سفید دارای ۳٫۵ تا۴ درصد کربن، ۱/۰ تا۲/۰ درصد سلیسیم ،   ۰٫۱ تا ۴ درصدمنگنز ،۰٫۰۴ درصد گوگرد و۰٫۳ درصدفسفر است. در این محصول منگنز نقش عمده ای را بازی می کند و باعث می شود که آهن با کربن، به صورت کاربید آهن (C 3Fe) در آن با قی بماند . به دلیل وجود کاربید آهن ومنگنز،مقطع شکسته آن رنگ سفید ودرخشان دارد.آهن خام سفید را پس از خروج از کوره بلند به داخل مخلوط کننده هایی که وظیفه همگن کردن آهن خام را به عهده دارند می ریزند و سپس آن رابه صورت مذاب و یا سرد شده  به شکل بلوک، برای تهبه انواع فولاد وچدن های مخصوص به کارگاههای فولادسازی حمل می کنند.شکل  ۳ مقطع شکسته آهن خام سفید را نشان می دهد. آهن خام خاکستری: این محصول دارای ۳٫۵ تا ۴ درصد کربن،۱٫۵ تا ۳ درصدسیلیسیم،۱ درصدمنگنز ،۰٫۳ تا ۲ درصدفسفر و ۰٫۰۶ درصد گوگرد است.وجود سیلیسیم زیاد در آهن خام خاکستری باعث می شود در هنگام سرد شدن کربن از کاربید آهن(C 3Fe) جدا و به صورت گرافیت مطبق در محصول ظاهر شود. آهن خام خاکستری شکننده است و مقطع شکسته آن رنگ خاکستری دارد. (شکل ۴- الف) شکسته آهن خام خاکستری را نشان می دهداز آهن خام خاکستری به دلیل  قابلیت خوب ریخته گری،برای تهیه انواع چدن ها اسفاده می کنند.آهن خام خاکستری مذاب را پس از خروج از کوره ذوب آهن، به داخل حوضچه های هدایت می کنند که در کف کارگاه واز ماسه ساخته شدهان. پس از سرد شدن، آهن خام به صورت شمش هایی با مقطع ذوزنقه شکل در می آید که آن ها را اصطلاحاً «ماسل» گویند.از کوره بلند به جز آهن خام ، محصولات فرعی دیگری نیز به صورت سرباره و گاز به دست می آید. سرباره: از ذوب اکسید ناخالصی ها ومواد گدازآور و خاکستر کک، سرباره تشکیل می شود .معمولاً حجم سرباره ای که از کوره بلند به دست می آید سه برابر حجم آهن خام تولیدی است . از سرباره برای تهیه آجرهای نسوز، سیمان، عایق حرارتی(شبیه پشم شیشه) ، کود شیمیایی وزیرسازی جاده ها استفاده می کنند. گاز کوره بلند: این گاز مخلوطی از گاز های مخطلف مانند دی اکسید کربن ، منواسید کربن، متان، هیدوژن وازت است که در هنگام خروج از کوره بلند ، ذرات معلقی نیز به همراه دارد. گازخروجی از کوره بلند را پس از عبور دادن از غبار گیر وبرج شستشو دهنده وفیلتر های الکترو استا تیکی برای مصارف حرارتی مانند گرم کردن هوا گرم کن های کوره بلند، کک سازی، کلوخه سازی، توربین های گازی ، دیگ بخار ومنازل به کار می برند.  تولیدآهن خام با روش احیای مستقیم: در سال های اخیر برای ذوب وتصفیه سنگ آهن از کوره های مخصوصی استفاده می کنند که در آن عمل احیا به صورت مستقیم انجام می شود. روش ها یی که برای این منظور مورد بهره برداری قرار می گیرند متنوع اند و در آن ها ممکن است که از سوخت های جامد (کک) و یا گازی استفاده شود استفاده از روش احیای مستقیم با گاز ،در کشور هایی که دارای منابع گازطبیعی هستند باعث می شودکه بتوان با سرعت بیشتروهزینه کمترسنگ آهن را به آهن خام تبدیل کرد.اتوماتیک کردن وکنترل تاسیسات آن به مراتب ساده تر از کوره بلند است.در این روش احیای سنگ آهن بدون ذوب ا نجام می شود وآهن خامی که از این نوع کوره ها  به دست آمده آهن اسفنجی نام دارد؛ که ۹۲ تا ۹۶ درصد آهن خالص داردواز آن در کوره های الکتریکی برای تهیه فولاد استفاده می کنند.تولید آهن اسفنجی هم اکنون در شرکت فولاد مبارکه اصفهان صورت می گیرد.     تولید چدن از آهن خام: چدن ها را اکثراً به کمک کوره کوپل از طریق ذوب شمش های آهن خام خاکستری به دست می آورند.در این کوره کربن اضافی و مواد مضرموجود در آهن خام  را تقلیل می دهند و در صورت لزوم عناصر دیگری به آن اضافه می کنند. کوره کوپل استوا نه ای است فولادی به قطر تقریبی ۱و ارتفاع ۶تا۸ متر که قسمت داخلی آن را به وسیله ی مواد نسوز پوشا نیده اند. در قسمت پایین کوره کوپل مجرایی برای ورود و جمع شدن مواد مذاب در جمع کننده نیز دارای دو خروجی است که یکی در بالا برای خروج سرباره ودیگری در پایین برای خروج چدن مذاب در نظر گرفته شده است. در قسمت بالای کوره ، ایوانی جهت ریختن بار کوره به داخل آن وجود دارد که از آنجا شمش های آهن خام را به تنهایی و یا به همراه آهن قراضه و یا ریخت وریز های ریخته گری، به صورت  لایه لایه همراه با کک (سوخت) و آهک (کمک ذوب) به داخل کوره می ریزند. کمی بالاتر از قسمت تحتانی کوره لوله هایی برای رسیدن هوای گرم به داخل آن تعبیه شده است . شکل ۵ تاسیسات کوره کوپل را نشان می دهد. محصولات کوره کوپل را چدن می نامند.چدن  ها خصوصیات مختلفی دارند کهدر زیر به شرح  مهمترین آنها می پردازیم. ۱ – چدن خاکستری با گرافیت مطبق:  اگر مقدار سیلیسیم موجود درمحصول کوره کپل زیاد باشد و آن را آهسته سرد کنند، کربن موجود در ترکیبات آهن  (C ۳Fe ) به صورت گرافیت مطبق از آن خارج شده ودر لابلای کریستال ها قرار می گیرد .مقدار ، اندازه و فرم(شکل) گرافیت تاحد زیادی به سرعت سرد کردن  مذاب بستگی دارد. هر چه سرعت سرد کردن کمتر و مقدار سیلیسیم در محصول بیشتر باشد،گرافیت حاصله زیادتر خواهد بود و برعکس سرد کردن سریع وافزایش مقدار منگنز با عث تقلیل در آن می شود.  وجود گرافیت قابلیت براده برداری را افزایش می دهد وضریب اصطکاک را کم می کند.همچنین باعث می شودچدن بتواند ارتعاشات رانیز در خود خفه کند.وجود کربن زیاد در چدن خاکستری (۲٫۶ تا۳٫۶ درصد) عامل اصلی تقلیل نقطه ذوب چدن( ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد) است. و علاوه  بر آن قابلیت ریخته گری آن را نیز افزایش می دهد .چدن خاکستری در مقابل فشار وفرسودگی مقاوم است ولی قابلیت چکش خواری ندارد. شکل ۶ ساختار میکروسکپی چدن خاکستری با گرافیت مطبق را نشان می دهد. ۲ – چدن خاکستری با گرافیت کروی (چدن داکتیل)(GGG) :  اگر به چدن مذاب ، پس از خروج از کوره کوپل آلیاژ نیکل- منیزیم یا آلیاژ سلیسیم – آهن – منیزیم اضافه کنند، کربن در هنگام سرد شدن به صورت گرافیت مطبق جدانمی شود بلکه به شکل کره هایی جدا می شود و در بین کریستال قرار می گیرد. وجود گرافیت کروی در چدن باعث می شود که قابلیت انبساط،خمکاری واستحکام آن به اندازه ی سه  تا پنج برابر نسبت به چدن خاکستری با گرافیت مطبق ،افزایش یابد. این چدن در برابر حرارت مقاوم است  ونقطه ذوب آن در حدود ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد است. از این چدن برای تهیه میل لنگ ها،محفظه جعبه دنده ها،چرخ دنده ها،قرقره ها،ماشین الات کشاورزی،پوسته پمپ ها وتوربین ها استفاده می شود. ۳ – چدن سخت (GH) : در این نوع چدن کربن به صورت گرافیت وجود نداردبلکه با آهن یک پیوند شیمیایی درست می کند.تشکیل گرافیت در این چدن را می توان با سرد کردن سریع وکم کردن مقدار سیلیسیم وازدیادمقدار منگنزاز بین برد.چدن سخت از ۸٫۲ تا۴ درصد کربن ، ۲٫۰ تا ۱ درصد سلیسیم ، ۶٫۰تا۵٫۱ درصد منگنز، ۲٫۰ تا ۵٫۰ درصد فسفر و ۸٫۰ درصد گوگرد دارد. اگر این چدن ها را در قالب هی فلزی و یا در ماسه مرطوب بریزیم، در اثر سرد شدن سریع ، سطح قطعه ریخته شده سختر شده و مقاومت آن در مقابل سایش افزایش پیدا می کند. برا ی سخترکردن قطعات بزرگ بایستی سیلیسیم موجود در چدن را تقلیل داد و یا در هنگام ذوب تا جایی به آن منگنز اضافه کرد که از تاثیر سیلیسیم (تشکیل گرافیت ) جلوگیری کند. این چدن بسیار سخت  است و فقط با افزارها یی از جنس فلزات سخت (الماسه ها) و سنگ های سنباده ، قابل براده برداری است . معمولاً در سمت راست علامت اختصاری این چدن ها عددی وجئد دارد که نشان دهنده ی عمق سختی آن ها است . مثلاً علامت ۲۵-GH نشان دهندهی چدن سختی است که تا عمق ۲۵ میلیمتر سخت شده است.   به دلیل مقاوم بودن این نوع چدن ها در مقابل سایش،از آنهابرای تهیه قطعاتی مانند چرخ واگن ها،پیستون های هیدرولیکی ،انواع نوردهامخصوصاًنورد های ماشین چاپ ،کاغذسازی،لاستیک سازی وآسیلبها کمک میگیرند. ۴ – تمپرگوس  (چدن مالیبل):  برای تهیه تمپر گوس که بنام چدن چکش خوار یا مالیبل نیز معروف است ، آهن خام سفیدی را که درصد معینی از کربن، سلیسیم ،منگنز، فسفر وگوگرد به همراه دارد در کوره کوپل و یا کوره الکتریکی ذوب می کنند وپس از ریختن آن در قالب و سرد شدن، قطعات ریخته شده را در کوره های مخصوصی به مدت  چند روز حرارت می دهند.عمل حرارت دادن بوسیله کوره را تمپرکردن می گویند.در نتیجه آن چدن خاصیت شکنندگی خود را از دست می دهدواستحکام کششی ،قابلیت کوره کاری و انعطاف آن افزایش می یابد. مالیبل ها قابلیت براده برداری خوبی دارند و می توان آنها را لحیم نرم کرد . این چدن ها قابلیت سخت شدن وبهسازی دارند. ۵ – چدن مخصوص: انواع چدن ها را می توان با فلزلتی مانند نیکل،کرم، مولیبدن و وانادیم آلیاژ کرد . چدن هایی که فلز یا فازات دیگری در آنها به صورت آلیاژ وجود داشته باشدچدن های مخصوص نامیده می شوند. این چدن ها استحکام زیادی دارندو در مقابل عوامل شیمیایی (اسید ها وبازها )وهمچنین حرارت زیاد مقاومند.. تولید فولاد از آهن خام: آهن خام به دست آمده از کوره بلند محصولی است که ناخالصی های زیادی دارد و به خاطر داشتن کربن زیاد (۳تا ۴درصد) ،قابلیت شکلپذیری ، چکش خواری و جوشکاری ندارد؛ بنا براین لازم است که طی عملیاتی مقدار کربن آن را کا هش داد و سایر عناصر موجود در آهن خام (گوگرد ، فسفر ، سیلیسیم و منگنز ) رابه حد قابل قبولی رساند. برای تهیه فولاد از آهن خام سفید،در تمام روش ها مختلفی به کار می رود که در تمام آنها سیع بر این است که با سوزاندن  ویا خارج کردن عناصر غیر ضروری ،فولاد مورد نظر را بدست آورد. روش توماس – بسمر: مبدل توماس به شکل گلابی است وکنورتور نامیده می شود. ساختمان خارجی آن از فولادوپوشش داخلی آن از دلمیت ساخته می شود.دلمیت ماده ای نسوز که از کربنات های مضاعف کلسیم ومنیزیم تشکیل شده است.کنورتور توماس حول محور افقی قابل حرکت است و کف آن سوراخ هایی برای دمیده هوا وجود دارد . روش کاربه این ترتیب است که ابتدا آن را در وضغیت بارگیری قرار می دهندوداخل آن را از آهن خام تا حدمعینی پر وبه آن آهک اضافه می کنند.سپس کنورتور را در وضعیت عمودی قرار می دهندودر ضمن این حرکت عمل دمیدن هوا با فشاری معادل ۲ باربه داخل آن شروع می شود. عبور هوایا دمیده آن به کنورتور ،باعث سوختن(اکسیداسیون) کربن،سیلیسیم و منگنزمی شود.در این حال اکسیدهای سیلیسیم و منگنز به سمت بالای مواد مذاب هدایت و اکسیدهای کربن به صورت گاز خارج می شوند.وفسفر موجود نیز اکسید میگردد.آهک باعث جذب اکسید فسفرمی شودوآن را در سطح مذاب به صورت سرباره نگه می دارد . دمیدن هوااز ۱۵ تا ۲۰ دقیقه ادامه می یابد و این عمل باعث می شودکه هنگام اکسیده شدن عناصر اضافی،درجه حرارت آهن خام مذاب از ۱۳۰۰ درجه به ۱۶۰۰ درجه سانتیگرادافزایش پیداکند..فولادی که از این روش بدست می آیدبه فولاد توماس معروف است و ۰٫۰۵ تا ۰٫۵ در صدکربن دارد.قابلیت آهنگری وجوشکاری خوبی داردواز آن برای تهیه انواع پروفیل ها،میله ها،ورق ها، نبشی ، تیرآهن و… استفاده می شود.. چون در کنورتور توماس ویا بسمر عمل تازه شدن بوسیله هوا انجام می شود بخشی از ازت موجود در هوا جذب فولاد شده وباعث افزایش شکنندگی آن در هنگام تغییر فرم به حالت سرد می شود.تفاوت کوره بسمر با توماس در جنس پوشش عایق آن می باشدکه از آجر نسوز سیلیکات تشکیل شده است.وبرای تازه کردن آهن های خامی که خاصیت اسیدی (فسفر وگوگرد کم،سیلیسیم زیاد)داشته باشند از کوره بسمر استفاده می شود. روش l-D :از آنجا که وجود ازت در فولاد های کم کربن باعث افزایش شکنندگی آنها در هنگام تغیر فورم در حالت سرد می شود ، لذا در روشهای جدید تهیه فولاد ،که روش D-L  یکی از اقتصادی ترین آنها است ، به جای هوا که در حدود  چهار پنجم آن را ازت تشکیل داده است ، از اکسیژن خالص استفاده می کنند . یکی از روش های جدید واقتصادی تهیه فولادمی باشدکه به جای هوا از اکسیژن استفاده می شود.اکسیژن خالص از بالابه وسیله لوله مخصوصی که با آب خنک می شودبا فشار ۴ تا ۱۲ بار به سطح مذاب دمیده می شود . روش کار کنور تر به این ترتیب است که ابتدا آن ها را در وضع بار گیری قرار  می دهد وآهن خام مذاب، آهک و قراضه آهن(در حدود   ۳۰ درصد) رابه داخل آن می ریزند . سپس آن را به حالت عمودی برمیگردانند وبه سطح آن اکسیژن خالص می دمند . استفاده از اکسیژن باعث سوختن سریع مواد اضافی وکربن شده ودرجه حرارت کنورتور رابه سرعت تا حدود ۲۰۰۰ درجه افزایش می دهد.وجود این حرارت بالاست که نه تنها استفاده از آهن قراضه را امکان پذیر می سازد،بلکه به عنوان سرد کننده، برای جلوگیری از سوختن مذاب، استفاده از آن را الزامی می کند.عمل تازه کردن برحسب ظرفیت کنور تر از ۲۰ تا ۴۵ دقیقه ادامه می یابد وبرای تهیه هر تن فولاد ۸۵ متر مکعب کسیژن مورد نیاز است.پس از عمل تازه کردن و نمونه برداری ، وهمچنین اطمینان از درصد عناصر مورد لزوم در مذاب ، کنور تر را به حالتی در میآورند که بتوان به سهلت سرباره ها راتخلیه کرد. پس از این مرحله ، عمل تخلیه فولاد مذاب با چرخش کنورتر در جهت مقابل انجام می شود وبرای این منظور سوراخ موربی بالای بدنه آن تعبیه شده است. فولادی که از این روش تهیه می شود مرغوب تر وبدون ازت است. روش زیمنس – مارتین: دراین روش آهن خام را به صورت مذاب و یا جامد به همراه آهن قراضه و سنگ آهن از طریق دریچه های متعددی که روی دیواره کوره وجود دارد ، به داخل آن می ریزد وبرای تصفیه ناخالصی ها ، آهک نیز به آن اضافه می کنند.  در کوره زیمنس – مارتین  برای تولید حرارت ، از گاز وهوای گرمی که از گرم کن ها عبور داده می شوند ، استفاده می کنند .معمولاً هر کوره دارای دو سری گرم کن است که در هر سری آن ها یک گرم کن بزرگتر برای گرم کردن هوا و یک گرم کن کوچکتر برای گرم کردن گاز سوختنی وجود دارد .  استفاده از گرم کن ها به تناوب انجام  می شود وزمانی که یک سری از آنها برای گرم کردن هوا وگاز به کر می رود ، سری دیگر به وسیله دود گرم کوره ، گداخته می شود . به این ترتیب عمل احتراق در کوره به تناوب انجام می گیرد . کف کوره را به فرم قوس دار ساخته وبرای خروج راحت تر فولاد مذاب آن را از یک طرف شیب دار انتخاب می کنند . احتراق گاز وهوای گرم وهمچنین سوختن مواد اضافی و کربن ،باعث می شود که درجه حرارت کوره تا ۲۰۰۰ درجه سانتی گرات  بالا رفته وتولید فولاد های کربنی و فولادهای آلیا ژ ی را امکان پذیرسازد. عمل تازه کردن در این کوره ها بر حسب ظرفیت از ۶تا۱۰ ساعت ادامه دارد. مزیت عمده این روش در استفاده زیاد از آهن قراضه است .پوشش داخلی نسوز این کوره ها نیز مانند کنور تر ها بر حسب نوع مواد مذاب ، ممکن است که اسیدی ویا قلیایی انتخاب شود. فولادی که از این روش به دست می آید فولاد زیمنس –مارتین (SM) نام دارد . باروش زیمنی-مارتین می توان فولاد های غیر آلیاژی و یاآلیاژی تهیه کرد. برای تهیه فولاد های آلیاژی می توان عناصری مانند کرم،نیکل ، وانادیم را در کوره زمنس- مارتین ذوب و با فولاد آلیاژی کرد. این فولاد ها استحکام و سمجی زیادتری دارند ودر مقابل خوردگی نیز مقاومند. فولاد غیر آلیاژی (کربنی) زمنس – مارتین قابلیت چکش خواری وجوشکاری دارد وچنانچه مقدار کربن آن ها از ۵/۰ درصد باشد قابلیت آبکاری و بهسازی نیز دارند. کوره قوس الکتریکی: کوره های قوس الکتریکی مدرن معمولاًبا جریان برق سه فاز کار می کنندوسه الکترود گرافیتی دارندکه در اثر عبور جریان برق از الکترود ها (از طریق موادی که در کوره ریخته میشود)،تشکیل قوس الکتریکی می دهد وحرارتی تا ۳۵۰۰ درجه سانتی گراد را امکانپذیر می سازد . به دلیل این درجه حرارت است که می توان در آن ها حتی فلزات دیر گدازی مانند ولفرام، تا نتل و مولیبدن را نیز ذوب و با فولاد آلیاژ کرد واز این طریق، فولادهای آلیاژی بسیار مرغوب که بنام فولادهای نجیب نیز معروفند، به دست آورد. بار این کوره ها را از فولادهای تازه شده (توماس – بسمر، D-L وزیمنس – مارتین ) انتخاب می کنند . به همراه آن می توان آهن قراضه نیز در کوره ریخت. در اینجا نیز برای تصفیه و جذب نا خالصی ها وتشکیل سرباره از آهک استفاده می شود . شکل ۱۶ تهیه فولاد با روش قوس الکتریکی را نشان می دهد .از این محصول این کوره می توان فولادهای مقاوم در مقابل حرارت ، خوردگی و همچنین فولاد های فنر با استحکام زیاد را نام برد. امروزه تقریباً تمام  فولاد های ابزار سازی آلیاژی را با این روش تولید می کنند.   تاثیر عناصر در فولاد ها :    عناصری که به همراه آهن در فولاد های آلیاژی و غیر آلیازی وجود دارن شامل دو گروه فلزات وغیر فلزات هستند.ومی توانندبر حسب مورد استفاده روی خواص فولاد ها اثر مطلوب یا نامطلوب داشته باشند.           نوع فولاد کاهش می دهد افزایش می دهد عناصر فولادهای غیر آلیاژی نقطه ذوب،،سمجی،انبساط،قابلیت جوشکاری وکوره کاری استحکام ،سختی ، قابلیت آبکاری کربن غیرفلزات قابلیت جوشکاری استحکام، قابلیت آبکاری عمقی،سختی درحالت گرم،مقاومت در برابر خوردگی ،جداشدن گرافیت درچدن خاکستری سیلیسیم انبساط،استحکام در برابر ضربه سیلان ،شکنندگی در حالت سرد،استحکام در حالت گرم فسفر استحکام در برابر ضربه شکنندگی براده،غلظت در حالت مذاب،شکنندگی در حالت کداخته بودن گوگرد فولادهای آلیاژی قابلیت براده برداری،جداشدن گرافیت در چدن خاکستری قابلیت آبکاری عمقی، استحکام،استحکام در مقابل ضربه وسائیدگی منگنز فلزات انبساط حرارتی سمجی،ا ستحکام، مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت الکتریکی قابلیت آبکاری عمقی ،استحکام در مقابل سائیدگی نیکل انبساط به مقدار کم سختی،استحکام،استحکام در حالت گرم کرم حساسیت در مفابل حرارت های بالا دوام،سختی ،سمجی،استحکام در حالت گرم وانادیم انبساط،قابلیت کوره کاری دوام،سختی ،استحکام در حالت گرم مولبیدن سمجی،حساسیت در مفابل حرارت های بالا دوام برندگی،سختی ،استحکام در حالت گرم کبالت انبساط به مقدار کم سختی،استحکام، مقاومت در برابر خوردگی ،درجه حرارت آبکاری، استحکام در حالت گرم،دوام در حرارت بالا، دوام برندگی ولفرام (تنگستن)   فرم دادن فولاد ها وچدن ها: این محصولات را پس از خروج از کوره های مربوطه فرم می دهند ویا به صورت نیمه ساخته با توجه به خصوصیات ونیاز صنعت، به بازار عرضه می کنند. فرم دادن چدن ها: چدن ها را باتوجه به قابلیت ریخته گری خوب وچکش کاری بد با روش ریخته گری فرم می دهند.ریخته گری در قالب های ماسه ای هنوز هم بیشترین کاربرد را دارد.در این روش بعد از تهیه قالب،چدن مذاب را از طریق راهگاهبه داخا قالب می ریزندوپس از سرد شدن،قطعه مورد نظر را بدست می آورند.قالب های بزرگ را در زمین وقلب های کوچک را در جعبه ای به نام درجه قالب گیری می کنند.اندازه مدل بایستی به اندازه انقیاضی که در هنگام سرد شدن پیدا می کند(در چدن خاکستری ۱% )بزرگتراز قطعه سرد شده در نظر گرفت.  فرم دادن فولادها:فولادها راپس از تهیه ریخته گری می کنند (فولادریخته )ویا در کارگاههای نورد به فرم های مختلف در می آورند.(نیمه ساخته ها) فولاد ریختگی :قطعاتی از ماشینها و وسایل صنعتی که فرم پیچیده ای دارند ونیروهای گوناگون و زیادی رانیز باید تحمل کنند،از فولادبا روش ریخته گری تهیه می شوند.ریحته گری فولادها مشابه چدنهاست با این تفاوت که نقطه ذوب فولاد۱۳۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتیگرادو بیشتر از چدن هاست وانقباض زیادتر (۲ درصد) فولادنسبت به چدن می باشد.از این روش برای تهیه قطعاتی مانند اسکلت توربین ها،چرخ توربین های آبی،بدنه چرس ها،سندان،چرخ دنده ها واهرم ها استفاده می کنند. فولادهای نیمه ساخته:پروفیل ها،ورق ها،میله ها،نبشی ها وشمش هارا درصنعت نیمه ساخته گویند.برای تهیه نیمه ساخته ها ها روش های گوناگونی مانندنوردکاری،پرس کردن،کشیدن وآهنگری وجود دارد.در کلیه این روش ها بایستی ابتدافولاد مذاب رابه صورت بلوک هایی در آورد تا عملیات بعدی روی آن ها امکان پذیر باشد.برای این منظور از دو روش استفاده می کنند. الف)تهیه بلوک در قالب : در این روش ابتدا فولادمذاب را در ظروف مخصوصی به نام پاتیل ریخته و سپس آن را در داخل قالب هایی به نام کوکیل می ریزند. ب)تهیه بلوک با روش ریخته گری مداوم : در این روش نیزفلز مذاب را به وسیله پاتیل هایی به محل دستگاه حمل می کنند.فولادمذاب ابتدا به داخل ظرف تقسیم کننده ای ریخته شده وسپس وارد ظرفی به نام منجمد کننده می شود،که در ابتدای خطوط تولیدبلوک قرار دارند.این ظروف را از جنس مس می سازند و دائماً بوسیله آب خنک می شود. پس از آنکه فلز مذاب در قسمت پایین منجمد کننده به حالت انجماد در امد،توپی را خارج می کنند وفلز منجمد شده تحت تاثیر نیروی وزن خود به سمت نورد هایی که در زیر آن قرار گرفته اند هدایت می شود و بوسیله آن به سمت پایین کشیده می شود . در این حال از بالا به طور مداوم به آن فولاد مذاب اضافه می گردد.در مسیر نورد کوار هایی وجود دارند که فلز منجمد شده را خنک تر می کنند.پس از این مرحله قطع کننده ها قرار دارندکه ممکن است به صورت قیچی باشند یا با گاز اکسی استیلن عمل برش را انجام دهند. حال می توان بلوک های بریده شده راکه هنوز از درجه حرارت مطلوبی برخوردارند برای عملیات بعدی آماده کرد.در کارخانه ذوب آهن اصفهان برای تهیه بلوک از این روش استفاده می شود. .تهیه نیمه ساخته ها: برای تهیه نیمه ساخته ها که حدد ۹۷% محصولات فولادی را تشکیل می دهند، از روشهای مختلفی مانند نوردکاری،کشیدن،پرس کردن و…استفاده می کنند. ۱- نورد کاری: شکل دادن در اثر عبور از بین دو استوانه گردان را نورد کاری می گویند.در اثر نیروی اعمالی مولکولها یه یکدیگر نزدیک می شوند واین عمل باعث استحکام فلز می گردد.نوردکاری ممکن است به صورت گرم (۸۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد) ویا درحالت سرد انجام گیرد.نورد ها ممکن است دو سه ویا چهار استوانه باشند.در نورد کاری ابتدا می باید بلوک هایی را که از قالب ها ویا روش های ریخته گری مداوم بدست می آیند،آماده کرد وسپس به کارگاههای نورد برد.آماده کردن شامل مراحل گرم کردن تا درجه حرارت نورد کاری، نورد کاری اولیه برای تامین اندازه های کوچکتر،برش وتوزین،زنگ زدایی و زدودن پوسته های سطح بلوک ها، می شود.بلوک ها را پس از آماده کردن به محل نورد کاری نهایی حمل می کنندکه برحسب نوع تولید،ممکن است باوجود تشابه درساختمان کلی،فرم نورد های آن متفاوت باشند. الف)نورد کاری میله ها تسمه ها وشمش های فرم دار: فرم ایجادشده در نیمه ساخته ها بستگی به فرم سطح تماس آنهابا نوردخواهد داشت.با این روش می توان مفتول هایی تا قطر ۵ میلی متر را تولید کرد. ب )نوردکاری ورق ها :ورق ها را در سه گروه خشن،متوسط وظریف که به ضخامت آنها بستگی دارد،تولید می کنند.ضخامت ورق های خشن بیشتر از ۴٫۷۵ ،ورق های متوسطاز ۳ تا ۴٫۷۵ و ورق های ظریف کمتر از ۳ میلی متر انتخاب می شود.روش تولیدورق های ظریف به این ترتیب است که ابتدا بلوک های آماده شده را که دارای ضخامتی برابر ۱۰۰ تا ۲۵۰ میلی متر وطول آنها ۶ متر است به داخل کوره هدایت می کنند.در این کوره بلوک ها را تا درجه حرارت نورد کاری (۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتی گراد)گرم واز کوره خارج می کنند.پس از آن وارد یک دستگاه نورد اکسید شدن می شوند تا پوسته وقشر اکسیدروی آنها برطرف شود.پس از عملیات فوق بلوک وارد نوردهای مقدماتی می شودوطی این مراحل ضخامت آن به  ۲۰  میلی متر می رسد.قبل از ورود به خط نهایی ناهمواری های کنار آن بوسیله قیچی های مخصوصی بریده می شود وبوسیله پاشیده آب با فشار زیاد،اکسید های آن برطرف می شود.وبالاخره ورق وارد خط نهایی می گردد و پس از نورد کاری ضخامت آن به ۱٫۶ میلی متر می رسد.در این مرحله ورق با سرعت ۱۲ متر بر ثانیه از آخرین نورد بیرون رانده می شود وبا پاشیدن آب، سردودور قرقره های فولادی پثچیده شده و با وسایل برش به اندازه دلخواه بریده می شود.طول این خط تولید حدود ۶۰۰ متر است. ج)نورد کاری پروفیل ها از نوار ورق:در اسکلت های فلزی معمولاً از پروفیل هایی استفاده می کنند که از ورق ساخته شده وبر حسب نیاز فرم های مختلفی دارند.این گونه پروفیل ها را می توان با روش نورد کاری تولید کرد. نوردکاری لوله ها: لوله های فولادی به دو قسمت تقسیم می شوند: ۱ – لوله های درزدار:از آنجا که این لوله ها را از نوار ورق تهیه و درز آن را جوشکاری می کنند،به لوله های درز دار معروفند. ۲ – لوله های بدون درز:این لوله ها را از بلوک های گداخته تهیه می کنند و چون در هنگام تولید در آنها درز بوجود نمی آید،به لوله های مانسمان معروفند واز آنها در مواقعی که باید فشار زیادی تولید کنند،استفاده می شود.تهیه لوله های درز دار:برای تهیه این لوله ها ابتدانوارهای ورق را به عرض محیط قطر متوسط لوله بریده وسپس با یکی از روش های کشیدن ویا نوردکاری آن را به صورت لوله در می آورند و لبه های آنها در حین گذشتن از ماتریس جوشکاری می شود. پرس کردن (اکستروژن): بوسیله پرس کردن (رانش)می توان علاوه برشمش هایی که با روش نورد کاری تولید می شوند،شمش هایی را که فرم های پیچیده ای دارند می توان تولید کرد.این روش برای تولید پروفیل های غیرآهن است. برای این منظور ابتدا ماتریسی به فرم مقطع مورد نظر تهیه و در پیشانی سیلندر پرس نصب می کنند.سپس بلوک استوانه ای شکل گداخته ای (۱۲۵۰ درجه سانتی گراد) را که هم قطر سوراخ پرس است به پودر آغشته می کنند و در داخل آن قرار می دهند.در این مرحله سنبه پرس هیدرولیکی از پشت به بلوک گداخته فشار می آوردو آن را از داخل ماتریس بیرون میراند وفرم ماتریس را به آن می دهد.استفاده از پودر شیشه باعث کم کردن اصطکاک شده وعمل رانش را به بیرون آسان می کند.دربعضی موارد به جای پودر شیشه می توان از یک صفحه شیشه ای که جلوی ماتریس قرار می گیرد نیز استفاده کرد.  کپی شده از وبلاگ :شناخت مواد صنعتیhttp://shenakhtemavad.persianblog.ir

تاریخچه آهن

علامت Fe و کلماتی مثل Ferrous از کلمه لاتین فروم Ferrum گرفته شده است. واژه فارسی آهن احتمالاً دارای چند ریشه لغوی است؛ این واژه ممکن است از ریشه (ai) واژه‌ سانسکریت آیاس(Ayas) آمده باشد که واژه‌ی لاتین(Aes) به معنای مس نیز از آن مشتق شده است. برخی نیز واژه آهن را مشتق از واژه‌های آیزین(Aisen) آلمانی و آیرون(Iron) انگلیسی می‌دانند. همچنین این واژه ممکن است وابسته به گروهی از واژه‌ها از ریشه آس باشد، مانند آسن(Asan) در سانسکریت به معنای سنگ یا آسمان، شاید این واژه با اندیشه‌های هومری(Homeric) مرتبط باشد که آنها عقیده داشتند که آسمان جامی فلزی است. باستان‌شناسی تاریخ قدیم نشان می‌دهد اولین نشانه‌های استفاده از آهن متعلق به حدود ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد یعنی زمان سومری‌ها و مصریان می‌باشد. در آن زمان ابزارهای کوچکی مانند سرنیزه و زیورآلات که از آهن شهاب‌سنگ‌ها به دست آمده بود، مورد استفاده قرار می‌گرفت. از آن جا که شهاب‌سنگ‌ها از آسمان بر روی زمین می‌افتادند، برخی زبان‌شناسان معتقدند که واژه‌ی انگلیسی Iron که با بسیاری از زبان‌های اروپای غربی و شمالی هم ریشه است، از واژه‌ی Etruscan aisar به معنی خدایان گرفته شده است.


تبر آهنی متعلق به ۱۲ قرن قبل از میلاد
    از ۳۰۰۰ تا ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد، تعداد اشیا آهنی ذوب شده(که به دلیل نبود نیکل در آهن حاصل از شهاب‌سنگ‌ها قابل تشخیص است) در بین‌النهرین، ترکیه و مصر افزایش یافت. اما به نظر می‌رسد استفاده از آهن تشریفاتی بوده و آهن جزء فلزات گرانبها به حساب می‌آمده است و حتی قیمت آن از طلا نیز بیشتر بوده است. در Illiad تسلیحات جنگی اکثراً از جنس مفرغ بوده و شمش آهن برای تجارت به کار برده می‌شده است. برخی از منابع بیان می‌کنند ابتدا آهن به صورت آهن اسفنجی و به عنوان یک محصول فرعی برای پالایش مس مورد استفاده قرار می‌گرفت و در آن زمان امکان بازیافت آهن وجود نداشت. طی سال‌های ۱۲۰۰ تا ۱۶۰۰ قبل از میلاد، آهن به طور فزاینده‌ای در خاورمیانه استفاده می‌شد، اما استفاده از مفرغ هنوز هم غالب بود.
دوره‌ی زمانی بین قرن ۱۰ تا ۱۲ قبل از میلاد در خاورمیانه، دوره انتقال ابزار و سلاح‌های مفرغی به آهن بود. به نظر می‌رسد عامل اصلی افزایش استفاده از آهن، کاهش ذخایر قلع بوده و افزایش تکنولوژی آهن‌کاری تاثیر کمتری در آن داشته است. این دوره‌ گذار‌ که در زمان‌های متفاوت در نقاط مختلف دنیا رخ داد، عصر تمدن یا عصر آهن نامیده شد.

 

درباره عنصرآهن

آهن عنصر شیمیایی فلزی ای با نماد Fe، عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷٫۸۷g/cm3 است، آهن در گروه ۸ و دورهٔ ۴ عناصر است، بنابراین به عنوان فلز واسطه دسته‌بندی شده است. آهن و آلیاژهای آن از رایج‌ترین فلزات و رایج‌ترین مواد فرومغناطیسی در کاربردهای روزمره هستند. آهن دارای سطوح صاف و نقره ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه ای در می آید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می شود. کریستال‌های خالص آهن نرمه (نرم تر از آلمینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد می‌کند که می تواند ۱۰۰۰ بار سخت تر از آهن خالص باشد. Fe56 سنگین‌ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرآیند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگین‌تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان‌ترین عنصر در غول‌های قرمز است، و فراوان‌ترین فلز در شهاب‌سنگ‌ها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.

 

ویژگی‌ها

آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده می شود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدن‌های طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O3 توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را می توان با تولید آلیاژ هایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتم‌های آهن دارای تقریبا بالاترین انرژی‌های اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni62 دارای انرژی بیشتر از آن می باشد. هرچند فراوان‌ترین نوکلیدهای پایدار همان Fe56 می‌باشد، این آهن از طریق همجوشی هسته ای در ستاره‌های شکل گرفته است و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج می گردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرآیند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالا در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همینطور است. آهن (آهن Fe+2، یون فروس) عنصر ردیابی لازمی‌ست که تقریبا تمام موجودات زنده از آن استفاده می کنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زنده ای هستند که در محیط‌های فقیر از نظر آهن زندگی می کنند و به گونه ای تکامل یافته اند که عناصر گوناگونی را در فرآیندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیم‌های حاوی آهن معمولاً دارای گروه‌های هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنش‌های اکسیداسیون در زیست‌شناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت می کنند.

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی و آلیاژهای آن با استفاده از آزمون‌های گوناگون مانند آزمون برنیل، راکول یا آزمایش‌های مقاومت کششی ارزیابی می‌شود، نتایج این قسمت‌ها به گونه ای با یکدیگر سازگارند که قسمت‌های آهن اغلب برای مرتبط نمودن نتایج یک تست با تست دیگر به کار می رود. اندازه گیری‌ها نشان می دهد که خواص مکانیکی آهن عمدتا بستگی به خلوص دارد به گونه ای که خالص‌ترین کریستال‌های تک آهن که برای مقاصد تحقیقاتی تولید شده اند از آلمینیوم نرم ترند، افزودن تنها ۱۰ قسمت در میلیون کربن مقاومتش را دو برابر می کند. سختی نیز به سرعت با افزایش مقدار کربن تا ۰/۲% و اشباع شده تقریبا در ۰/۶% به سرعت افزایش می یابد. خالص‌ترین آهن تولید شدهٔ صنعتی (تقریبا ۹۹/۹۹% خلوص) دارای سختی ۲۰-۳۰ برنیل است.

شکل مختلف

آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگروارگی در یک فلز باشد، سه فرم چند شکلی از آهن وجود دارد که به نام‌های α ، ϒ و δ شناخته می شود همانطور که آهن ذوب شده سرد می‌شود در دمای ۱۵۳۸ درجهٔ سانتی گراد به آلوتروپ δ کریستالیزه می‌شود که دارای یک ساختمان کریستالی مکعبی مرکزی‌ست، همانطور که بیشتر سرد می‌شود ساختمان بلوری یا کریستالی در دمای ۱۳۹۴ درجهٔ سانتی گراد به شکل مکعبی وجه مرکزی تغییر می یابد که به نام آهن ϒ یا استنیت شناخته می‌شود، در دمای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی بدنه مرکزی یا آهن α یا فریت می‌شود و در ۷۷۰ درجهٔ سانتی گراد (نقطهٔ کوری ، TC) آهن مغناطیسی می‌شود، هنگامی که آهن از دمای کوری عبور می‌کند تغییری در ساختمان کریستالی وجود ندارد اما در ساختمان حوزه تغییری رخ می دهد ( هر حوزه شامل اتم‌های آهن با یک اسپین الکترونیک خاص می باشد). در آهن غیر مغناطیسی شده همهٔ اسپین‌های الکترونیک اتم هادر یک حوزه در یک جهت قرار دارند هرچند در حوزهٔ مجاور آنها جهات متفاون و گوناگونی دارد و لذا یکدیگر را خنثی می کنند، در آهن مغناطیسی اسپین‌های الکترونیک همهٔ حوزه‌ها همجهت شده اند لذا اثرات مغناطیسی حوزه‌های مجاور همدیگر را تقویت می کنند اگر چه هر حوزه شامل بیلیون‌ها اتم است ولی آنها خیلی کوچک و در حدود ۱۰ میکرون می باشند. آهن وقتی با بعضی فلزات خاص دیگر و کربن مخلوط می‌شود تا فولاد را ایجاد نماید دارای بیشترین اهمیت خواهد بود، انواع مختلفی از فولاد وجود دارد که درای خواص متفاوتی می باشند و درک خواص آلوتروپ‌های آهن کلید ساخت فولاد هایی با کیفیت خوب می باشد. آهن α یا همان فریت پایدارترین شکل آهن در دمای اتاق است. این آهن فلز نسبتا نرمی‌ست که دارای مقدار کمی کرین ( نه بیش از ۰/۰۲۱% از جرم در ۹۱۰ درجهٔ سانتی گراد) می باشد. در دماهای بالای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد و تا ۱۴۰۰ درجهٔ سانتی گراد آهن α یک انتقال فاز از حالت مکعب بدن مرکزی به حالت مکعب وجه مرکزی یعنی آهن ϒ را که استانیت نیز نامیده می‌شود تجربه می کند. این آهن نیز نرم است اما می تواند مقدار بسیار بیشتری کربن (به میزان ۲/۴% جرمی در دمای ۱۱۴۶ درجهٔ سانتی گراد) داشته باشد، این شکل آهن در فولاد ضد زنگ که برای ساختن کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستان‌ها و صنایع غذایی به کار می رود استفاده می شود.

پیدایش

آهن ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که در آخرین کنش نکلئوسنتز در ستاره‌های بزرگ از طریق سیلیکون فیوزینگ ایجاد می‌شود در حالی که آهن حدود ۵% از پوستهٔ زمین را تشکیل می دهد، اعتقاد بر این است که هستهٔ زمین در حد زیادی از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شده است که ۳۵% جرم کل زمین را تشکیل می دهد، بنابر این آهن فراوانترین عنصر روی زمین است ولی در پوستهٔ زمین چهارمین عنصر از لحاظ فراوانی می باشد. بیشتر آهن پوسته به شکل ترکیبی با اکسیژن به صورت سنگ‌های معدنی اکسید آهن مثل هماتیت و مگنتیت یافت می شود. حدود یکی از بیست شهاب سنگ تنها از مواد معدنی آهن-نیکل تائنیت (۳۵-۸۰% آهن) و کاماسیت (۹۰-۹۵% آهن) تشکیل شده اند. اگر چه نادر، شهاب سنگ‌های آهنی بیشترین شکل آهن فلزی طبیعی در سطح زمین می باشند. تصور بر این است که رنگ قرمز سطح مریخ ناشی از رگولیت غنی اکسید آهن است.

 

تاریخچه

اولین آهن شکل گرفته که توسط نوع بشر در دورهٔ پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگ‌ها آمده بود. ذوب آهن در کوره‌ها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از ۱۲۰۰-۱۸۰۰ پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود ۱۵۰۰ پیش از میلاد بدست آمد (که گمان می رود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بوده است). چدن برای اولین بار در حدود ۵۵۰ پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سال‌های قرون وسطا تولید نشد، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته گری زیور آلات تولید شده بودند، برای تمام این فرآیندها از ذغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روش‌های تازهٔ تولید آن به وسیلهٔ میله‌های کربنیزه کردن آهن در فرآیند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روش‌های جدید تولید آهن بدون ذغال چوب ابداع شد و این روش‌ها بعداً در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند . در اواخر دههٔ ۱۸۵۰، هنری بسمر فرآیند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرآیند و دیگر فرآیندهای ابداع شده در قرن ۱۹ و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.

کانی‌ها

آهن در اغلب رسها، ماسه‌سنگها و گرانیت‌ها وجود دارد. در میان کانه‌های مهم آن می‌توان از هماتیت، مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت را نام برد.

وظایف آهن در بدن

۱- انتقال o2 در گلوبولهای قرمز
۲- تولید هموگلوبین خون
۳- مقاومت در برابر استرس و ناخوشی
۴- عملکرد صحیح آنزیمها
۵- تقویت سیستم ایمنی

خواص فلزات آهنی

 

در این پست با خواص فلزات آهنی آشنا خواهید شد

مواد (فلزات آهنی)

مواد (فلزات آهنی)

فلزات عناصر شیمیایی مانند آهن، طلا یا آلومینیوم هستند که با حل شدن در محلول اسیدی خالص حامل بار مثبت می‏شوند و در هسته الکتریکی به سوی قطب منفی حرکت می‏کنند. بیشتر فلزات رساناهای خوبی برای گرما و الکتریسیته و عموماً سخت، سنگین و مقاوم هستند.

 

فلزات آهنی

در ساختمان فلزات آهنی عنصر آهن وجود دارد. ماشینکاران دیر زمانی است که با خاصیت های مفید آهن سروکار دارند.

 

آهن:

آهن خالص ( فریت ) عنصری نسبتاً نرم با ساختمان بلورین است. آهن خالص در ۱۵۲۷ درجه سانتیگراد به حالت جامد درمی‏آید و دما در طی زمان کوتاهی که بستگی به نرخ انجماد و جرم فلز دارد در این حد ثابت می‏ماند. سپس دما به ۸۹۸ درجه کاهش می‏یابد و در این حالت نیز وقفه دیگری در کاهش دما پیش می‏آید. با سرد شدن بیشتر تا ۷۶۹ درجه باز هم دما برای زمان کوتاهی ثابت می‏ماند. با کاستن دما از ۷۶۹ درجه سانتی گراد تا دمای محیط توقف دیگری در افت دما پیش نمی‏آید.

با سرد شدن آهن خالص تغییرات معینی در آن روی می‏دهد. آهن خالص چهار فاز جامد با خصوصیات فیزیکی متفاوت دارد.

 

فازهای آهن خالص عبارتند از:

۱- آهن آلفا:

این آهن نرم و مغناطیسی است و حلال کربن نیست. آهن آلفا در حد فاصل میان دمای محیط و ۷۶۹ درجه سانتی گراد پدید می‏آید.

۲- آهن بتا:

این فاز آهن در دماهای بالا دارای خاصیت مغناطیسی ضعیفی است ولی در دماهای پایین خاصیت مغناطیسی ندارد. به شدت سخت و شکننده است و تقریباً اثری بر کربن ندارد. آهن بتا بین ۷۶۹ تا ۸۹۸ درجه سانتیگراد به وجود می‏آید.

۳- آهن گاما:

در این فاز آهن آماده حل کردن کربن است و حلالیت آن با افزایش دما بیشتر می‏شود. اگر سرد شدن آهن گاما همراه با عبور سریع از نقطه بحرانی باشد گذار آن از آهن گامای سخت به آهن آلفای نرم به تعویق می‏افتد. بنابراین در این حالت آهن از نظر سختی ناپایدار و آماده تبدیل به فاز نرم آلفاست.

به نظر می‏رسد وجود مواد خارجی مانند کربن، نیکل و منگنز مقاومت آهن گاما را نسبت به تبدیل شدن به آهن آلفا افزایش می‏دهد و به این ترتیب آهن گاما در دماهای پایین مقاومتر و پایدارتر خواهد بود.

از طرف دیگر وجود کرم، تنگستن، آلومینیوم، سیلیکون، فسفر، آرسنیک و گوگرد، گذار آهن سخت بتا به آهن نرم آلفا را ساده می‏کند. از نظر سختی آهن گاما در میان آهن آلفا و آهن بتا قرار دارد. آهن گاما در حد فاصل دماهای ۸۹۸ و ۱۴۰۱ درجه سانتیگراد تشکیل می‏شود.

۴- آهن دلتا:

این گونه آهن کاربرد بسیار کمی دارد. آزاد شدن حرارت در ۱۴۰۱ درجه سانتیگراد نشانه تغییر ساختمان داخلی فلز در گذار از فاز دلتا به فاز گاماست. نقطه بحرانی در ۱۴۰۱ درجه آشکار می‏شود و بنابراین در بالا و پایین نقطه بحرانی فازهای مختلف آهن تشکیل می‏شوند. آهن دلتا در حد فاصل دماهای ۱۴۰۱ و ۱۵۲۸ درجه سانتیگراد به وجود می‏آید.

 

آهن خام:

ترکیبی از آهن، کربن و سیلیکون، گوگرد، فسفر و منگنز است. مقدار کربن موجود در آهن خام ۲ تا ۵/۴ درصد است که به دو صورت شکل می‏گیرد، بخشی به صورت محلول یا ترکیبی و بخش دیگر در سراسر جرم فلز به شکل گرافیت یا کربن غیرترکیبی پخش می‏شود.

مواد (فلزات آهنی)

چدن:

چدن با فشار شکل نمی‏گیرد و با نورد و کشش به شکلهای مفید درنمی‏آید. این آهن در واقع آهن خام است که دوباره ذوب شده است. مقدار کربن موجود در چدن بیش از ۲ درصدی است که به این ترتیب فلز چدن در هیچ دمایی چکشخوار نیست. چدن در صنایع ریخته‏گری کاربرد فراوان دارد و دارای چهار نوع است:

۱- چدن خاکستری:

این نوع چدن در ریخته‏گری معمولی بیشترین کاربرد را دارد. این چدنِ نرم دارای درصد بالایی از گرافیت است که موجب سفتی و از سوی دیگر مقاومت کششی اندک آن می‏شود. چدن خاکستری در هنگام شکست با دانه‏بندی درشت به رنگ تیره یا خاکستری می‏گسلد. این رنگ ناشی از ورقه‏های پهن گرافیت است که در سراسر ماده پخش شده‏اند. اگر ورقه‏های گرافیت بزرگ و فراوان باشند مقاومت کششی چدن اندک است. اندازه و مقدار ورقه‏های گرافیت از چگونگی شکل‏گیری آنها در هنگام انجماد تأثیر می‏پذیرد. اگر سرعت انجماد زیاد باشد کربن کمتری به شکل گرافیت جدا می‏شود. بنابراین سختی ماده بر اثر افزایش میزان کربن ترکیبی زیاد می‏شود. چدن خاکستری دارای ۵/۲ تا ۵/۳ درصد کربن است.

 

2- چدن سفید:

آهن با درصد کربن کم (۲ تا ۵/۲ درصد) آهن سفید نامیده می‏شود. این آهن در تمام طول ریخته‏گری کربن ترکیبی خود را کاملاً حفظ می‏کند و بنابراین گرافیت تشکیل نمی‏شود. در نتیجه آهن حاصل از ریخته‏گری بسیار سخت و شکننده خواهد بود. از آهن سفید هنگامی برای ساخت قطعات ماشین استفاده می‏شود که مطلوب، سختی باشد و شکنندگی مسأله‏ای ایجاد نکند.

اگر گرافیت هم کم‏وبیش تشکیل شود لخته‏های تیره‏ای در آهن سفید مشاهده خواهد شد و در این مناطق سختی کاهش می‏یابد. این آهن، چدن خالدار نامیده می‏شود.

۳- چدن چکشخوار:

برای ساخت قطعات پیچیده دستگاه ها و در مواردی که نرمش ماده ضرورت داشته باشد از چدن چکشخوار بیش از گونه‏های دیگر استفاده می‏شود. قطعات ریختگی ساخته شده از چدن چکشخوار را می‏توان در محدوده تحمل این ماده بدون ایجاد شکستگی خم کرد.

قطعات ریختگی از چدن سفید سخت و شکننده ساخته می‏شوند و پس از فرایند تافتن تبدیل به چدن چکشخوار می‏شوند. در فرایند تافتن کربن اضافی بر اثر عملیات حرارتی طولانی در دمای ۸۹۹ درجه سانتی گراد حذف می‏شود. با گذشت چند ساعت کربن گرافیتی جذب و چدن به گونه‏ای فولاد تبدیل می‏شود.

 

4- آهن چکشخوار:

بنابر تعریف این ماده نوعی فولاد کم کربن است که مقدار زیادی سرباره دارد. آهن چکشخوار از نظر روش ساخت با فولاد فرق دارد و فرق آن در این است که هنگام تولید کاملاً ذوب نمی‏شود. این آهن دارای ۱ تا ۲ درصد سرباره است. برای تولید آهن چکشخوار از آهن سفید استفاده می‏شود و ناخالصی ها در فرایند همزنی حذف می‏شوند.

با وجود گوگرد آهن چکشخوار شکننده و بر اثر حرارت سرخ‏شکن می‏شود. فسفر در دمای معمولی موجب سردشکنندگی آهن می‏شود. آهن چکشخوار در ۸۷۰ درجه سانتی گراد نرم و قابل جوشکاری است و در دماهای پایینتر نیز همچنان امکان چکش‏کاری آن وجود دارد.

 

فولاد:

تعبیری کلی و بیانگر آلیاژهایی است که فلز پایه آن ها آهن و مهم ترین عنصر افزودنی آن ها کربن است. فولادهای ساده آلیاژهایی از آهن و کربن هستند که از صفر تا ۲ درصد کربن دارند و عنصر دیگری در ساختمان آن ها شرکت نمی‏کند. از نظر کمیّ، فولاد خالص ( آلیاژ آهن و کربن ) هیچ گاه ساخته نمی‏شود.

در فولادهای کربنی ساده تجارتی سومین عنصر آلیاژی منگنز است. مقادیر کمی سیلیکون، فسفر، گوگرد و مقدار ناچیزی از سایر عناصر نیز در این فولاد یافت می‏شود. فولادهای کربنی ساده دارای چند صدم تا ۴/۱ درصد کربن هستند و خاصیت های آن ها بستگی به میزان کربن و عملیات حرارتی دارد.

 

مواد (فلزات آهنی)

بیشتر فولادهای کم‏کربن به شکل نورد شده و یا پس از تافتن به کار می‏روند. ولی از فولادهای پرکربن در مواردی استفاده می‏شود که سختی زیاد لازم باشد. افزایش میزان کربن فولاد تا درصد معینی مقاومت آن را بالا می‏برد ولی پس از این حد از مقاومت فولاد کاسته می‏شود. برای مثال فولاد ۱/۰ درصد کربن دارد و مقاومت کششی آن در حدود ۳۵ کیلوگرم بر میلیمترمربع است. وجود ۲/۱ درصد کربن استحکام را تا ۹۸ کیلوگرم بر میلیمترمربع  می‏افزاید که مقاومت خوبی برای فولادهای کربنی است. با وجود ۲ درصد کربن مقاومت کششی به حدود ۶۳ کیلوگرم بر میلیمترمربع می‏رسد و با افزودن تدریجی میزان کربن، ماده با سرعت خصوصیات چدن را کسب می‏کند.

فولادهای کربنی ساده بندرت بیش از ۴/۱ درصد کربن دارند. حد بالای کربن موجود در این فولادها از دیدگاه نظری ۲ درصد است. افزون بر کربن عناصر دیگری برای کسب خصوصیات بهتر به فولاد اضافه می‏شوند. نتیجه افزودن این عناصر به شرح زیر است:

۱- فسفر سختی فولاد را برمی‏افزاید و در برابر ساییدگی مقاومتر می‏کند. فولاد با درصد فسفر بالا در برار ضربه و تنشهای ارتعاشی ضعیف است. بنابراین فسفر برای ورق های دیگ بخار ناخالصی زیانباری به شمار می‏رود.

 

2- گوگرد بر شکلدهی و چکشخواری فولاد اثر می‏گذارد زیرا شکنندگی فولاد را در دماهای بالا افزایش می‏دهد و فولاد ((سرخ‏شکن)) می‏شود. میزان گوگرد موجود در فولاد نباید بیش از ۰۲/۰ تا ۰۵/۰ درصد باشد.

۳- منگنز مقاومت، سختی و یکنواختی فولاد را برمی‏افزاید. اگر نسبت منگنز در فولاد بالا باشد فولاد سختی و شکنندگی ویژه‏ای کسب می‏کند که در این حالت برش آن بسیار دشوار است. یک اثر دیگر منگنز بر فولاد خنثی‏سازی است.

۴- نیکل موجب افزایش مقاومت و سفتی فولاد می‏شود.

۵- آلومینیوم یکنواختی شمش ها و قطعات ریختگی را بهتر می‏کند.

۶- وانادیم مقاومت فولاد را در برابر خستگی برمی‏افزاید. با وجود وانادیم نرمش فولاد بسیار بالا می‏رود و مقاومت کششی و حد کشسانایی آن نیز افزایش می‏یابد و پایداری فولاد در برابر ضربه بسیار زیاد می‏شود.

میزان وانادیم موجود در فولادها از ۱۶/۰تا ۲۵/۰ درصد است. این فولاد در فنرها، محور ماشینها، چرخدنده‏های سنگین بار و تمام قطعاتی که باید در برابر ارتعاش ثابت و تنش های متغیر مقاوم باشند فراوان به کار می‏رود.

فولادهای وانادیم‏داری که کرم نیز در ترکیب آن ها وجود داشته باشد در بسیاری از قطعات خودرو، فنرها، محورها، میل‏لنگ ها و چرخدنده‏ها به کار می‏روند. بیشتر فولادهای دارای کرم- وانادیم ۲/۰ تا ۶/۰ درصد کربن نیز دارند. بسیاری از قطعات محصول آهنگری گرم که روی آن ها عملیات حرارتی انجام می‏شود از این فولادها ساخته می‏شوند.

۷- با وجود مولیبدن در ترکیب فولاد، فولادهای تندبُر به دست می‏آیند. فولاد مولیبدن‏دار برای ساخت میل‏لنگ های بزرگ، میل‏گاردان، تفنگ های بزرگ، لوله تفنگ و صفحات دیگ های بخار مناسب است.

 

دلیل نام گذاری فولاد تندبُر آن است که با استفاده از این فولاد در ابزارهای برنده مانند ابزارهای ماشین‏تراش، برش فلز با سرعت بیشتری انجام می‏گیرد. تندبُر در دماهای بالا سختی خود را از دست نمی‏دهد. ابزارهایی که از جنس این فولاد باشند در سرعت هایی که لبه‏های ابزار داغ می‏شود به خوبی کار می‏کنند.

فولادهای تندبُر دارای ۱۲ تا ۲۰ درصد تنگستن، ۲ تا ۳ درصد کرم، معمولاً ۱ تا ۲ درصد وانادیم و گاه حاوی کبالت نیز هستند. میزان کربن این فولادها بسیار کم ( عموماً ۶۵/۰ تا ۷۵/۰ درصد ) است. فولاد ۱-۴-۱۸ بیشتر از سایر گونه‏های موجود کاربرد دارد. این فولاد ۱۸ درصد تنگستن، ۴ درصد کرم و یک درصد وانادیم دارد. گونه مناسب دیگر این فولاد ۲-۴-۱۴ است. فولادهایی که ۱۸ درصد تنگستن دارند معمولاً بهترین نوع فولاد به شمار می‏روند. از طرف دیگر فولادهایی که تنگستن کمتری دارند ارزانتر هستند.

مواد (فلزات آهنی)

اگر عملیات حرارتی و کارهای تکمیلی مناسبی روی فولاد ضد زنگ انجام شود این فولاد به خوبی در برابر اکسیده شدن و خوردگی پایداری می کند. فولاد ضدزنگ کاملاً نسبت به خوردگی مقاوم نیست. ابزارهای دندانپزشکی و جراحی و کاردهای ضدزنگ دارای ۱۲ تا ۱۴ درصد کرم هستند.

در صنایع ریخته‏گری فولاد ریختگی از چدن قویتر است. فولادهای ریختگی ساخته شده از فولاد ضدزنگ در دماهای حدود ۹۸۲ درجه سانتیگراد و بیش از آن ( بسته به میزان کرم موجود در ترکیبشان ) نسبت به اکسیداسیون مقاومت می‏کنند.

فولاد ریختگی با همان سرعت چدن درقالب ریخته نمی‏شود. کاهش حجمی ( انقباض ) فولاد ریختگی در هنگام سرد شدن بیش از چدن است زیرا ریخته‏گری این نوع فولاد در دماهای بالا انجام می‏شود. به همین دلیل در طراحی قطعات ماشین باید از ایجاد تغییرات ناگهانی در جداره‏ها خودداری کرد.

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:35 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


شناسایی اشکالات سیستم های هیدرولیک

عوامل عمومی ایجاد اشکال در سیستم های هیدرولیک

 

الف: وجود هوا

-  نیاز به هواگیری سیستم

-  کور کردن منافذی که هوا از آن طریق وارد سیستم می شود

ب: گرفتگی مسیر روغن در شیرآلات

-  کثیفی قطعات شیر هیدرولیکی

مطلب در ادامه…


-  کثیفی ورودی و خروجی شیر هیدرولیکی

پ: گرفتگی مسیر روغن در سیلندر هیدرولیکی

-  خرابی داخل سیلندر

-  استفاده غلط از سیلندر و جک    

ت: تغییرات فشار در آکومولاتور

    -  ظرفیت پایین آکومولاتور

    -  وجود نشتی در سیستم و خارج شدن آکومولاتور از سیستم

    -  خارج شدن گاز آکومولاتور

علل صدا در سیستم های هیدرولیک   

 ۱- عدم تناسب فیلتر روغن با قدرت مکش پمپ

 ۲- وجود حبابهای هوا درون روغن و ایجاد کف در سطح آن

 ۳- عدم آب بندی شیر و اتصالات مخزن تا ورودی پمپ و نفوذ هوا از آن نواحی

 ۴- عدم تناسب و یکنواختی لازم بین قطر شیلنگ و یا لوله از مخزن تا مکش پمپ نسبت به قطر ورودی پمپ

 ۵- بزرگی ظرفیت (دبی) پمپ نسبت به جکها وعمل کنندههای سیستم هیدرولیک

 ۶- عدم هم محوری و یا در یک راستا نبودن شافت موتور ( تنظیمات کوپلینگ )

 

 

  ۷- سردی و سفتی بیش از حد روغن هیدرولیک

  ۸- لرزش پمپ به دلیل نصب نامناسب

  ۹- خرابی و مشکل داشتن کاسه نمد پمپ

۱۰- از بین رفتن آب بندی قطعات داخل پمپ و بروز نشت داخلی

علل کمبود فشار در سیستم های هیدرولیک

 ۱- نشت داخلی بیش از حد در درون پمپ- جکها- هیدرو موتور و شیرآلات و چک والوها

 ۲- خرابی شیر فشار شکن- شیر فلو کنترل

 ۳- پایین بودن دور محرک پمپ

 ۴- ویسکوزیته ( چسبندگی ) پایین روغن

 ۵- انتخاب نامناسب شیرآلات هیدرولیک سیستم نسبت به دبی و فشار پمپ

 ۶- گرفتگی مسیر روغن

علل کمبود دبی سیستم های هیدرولیک

 ۱- سرعت گردش کمتر یا بیشتر از حد تعیین شده (۶۰۰ الی ۱۸۰۰ دور)

 ۲- روغن هیدرولیک نامناسب (ویسکوزیته یا چسبندگی بالا)

 ۳- خرابی پمپ به دلیل استهلاک زیاد (افت لیتراژ داخلی)

علل استهلاک سریع قطعات

 ۱- پیر شدن بیش از حد روغن هیدرولیک

 ۲- عدم وجود فیلتر مناسب در سیستم

 ۳- استفاده از روغن نامناسب

 ۴- بالا بودن فشار سیستم

 ۵- انتخاب پمپ نامناسب

 ۶- نصب نادرست پمپ (وجود نیروهای بیش از حد روی شافت پمپ)

 ۷- نفوذ هوا از داخل نواحی مکش به داخل پمپ

 ۸- آلودگی روغن سیستم هیدرولیک

علل حرارت بیش از حد در سیستم های هیدرولیک

 

 ۱- فشار ماکزیمم بیش از حد درون سیستم هیدرولیک (تنظیم غلط شیر کنترل)

 ۲- تحت فشار ماندن مداوم پمپ (اشکال سیستم هیدرولیک)

 ۳- نشت داخلی در سیستم هیدرولیک (جکها- شیرآلات- پمپ)

 ۴- حجم کم مخزن نسبت به نیاز سیستم به روغن هیدرولیک

 ۵- عدم کارآیی سیستم خنک کننده

 ۶- بالا بودن دبی پمپ نسبت به ظرفیت مورد نیاز سیستم

 

                                                         

                                        (یادآوری مهم)

بالا بودن ظرفیت (دبی) پمپ نسبت به الکتروموتور و سایر عمل کننده های هیدرولیکی نصب شده باعث بالا رفتن توان مصرفی الکتروموتور شده و علاوه بر ایجاد صدا باعثهزینه های سنگین و غیر ضروری می شود.


آشنایی با روش هیدروفرمینگ

آشنایی با روش هیدروفرمینگ

 

برای تولید قطعات مصرفی در خودرو، از روشهای سنتی بالا کمک گرفته میشود.در حال حاضر با توجه به فضای رقابتی، منابع محدود مواد اولیه و مالی، سوخت مصرفی و همچنین مشکلات زیست محیطی، ضرورت استفاده از فناوریهای جدید و خلاءآنها در صنعت خودرو، روز به روز بیشتر احساس میشود. یکی از روشهای نوینی که از دهه ۱۹۹۰ در تولید قطعات از آن استفاده میشود، روش هیدروفرمینگ است. استفاده از روش هیدروفرمینگ، نقش مهمی در کاهش وزن قطعه، هزینه ابزار وهزینه تولید دارد. در این روش، سمبه یا ماتریس، با محیطی سیال جایگزین شده و فشار سیال، موجب جریان مواد به داخل حفره قالب و در نهایت شکلگیری آن میشود.

در این روش، برای فرمدهی اشکال، مواد اولیه داخل قالبی قرار گرفته و بعد از بستهشدن قالب مایع با فشار قوی به داخل قالب تزریق شده و شکل قالب را به مواد میدهد، سپس قالب بازشده و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب بیرون میآید.

مزایای روش هیدرو فرمینگ عبارتند از:

· شکلدهی قطعات پیچیده با سطح مقطعهای متفاوت در یک قطعه

· کاهش مراحل تولید

· کاهش زمان تولید

· کاهش هزینههای تولید

· کاهش سایش ابزار مصرفی

· عدم نیاز به قالبهای متعدد

· کاهش وزن قطعات تولید شده (بهینهسازی)

· حذف فرایند جوشکاری در تولید قطعات حساس

· کاهش خرابی قالب و افزایش طول عمر قالب

· حذف آلودگی صوتی در محیط کار

· کاهش تجهیزات متعدد (انواع پرسها) برای تولید قطعات

· صافی سطوح قابل توجه نسبت به دیگر روشهای ساخت

نحوه تولید قطعه در روش هیدروفرمینگ

ابتدا یک طرف قالب که بر اساس نوع قطعه و هزینههای ساخت تعیین میشود، ساخته شده و سپس در دستگاه هیدروفرمینگ، نصب میشود. برای شروع کار، ابتدا مواد اولیه (ورق یا پروفیل) با ابعاد مورد نیاز بریده شده و در محل از قبل تعیینشده در قالب، قرار میگیرد. سپس طرف دیگر قالب که در واقع نگهدارنده مواد اولیه است، روی ورق یا پروفیل نشسته و عمل تزریق صورت میگیرد. بعد از بستهشدن قالب، مایعی با دبی و فشار زیاد اما کنترلشده، به فضای قالب تزریق شده و ورق یا پروفیل را به دیواره طرف دیگر قالب فشرده و شکل قالب را به آن میدهد.

در این دستگاه، برای ایجاد فشار زیاد، از دو مایع روغن و آب استفاده میشود. روغن تامینکننده نیروی کاری و آب مایع عملکننده فرایند (بهعلت فراوانی و ارزان بودن آن) و سیستم عملکرد آنها نیز مشابه سرنگ است. روش هیدروفرمینگ، به دو دسته هیدروفرمینگ لولهای و هیدروفرمینگ ورقی، قابل تقسیمبندی است. از هیدروفرمینگ لولهای، بیشتر در تولید قطعاتی مانند سهراهیها، اتصالات و… استفاده میشود.

شکل۱: فرایندهای شکل‌دهی هیدروفرمینگ لوله‌ای

از روش هیدروفرمینگ ورقی (مواد اولیه مصرفی به صورت ورق هستند) بیشتر برای تولید قطعات بدنه و شاسی و… استفاده می‌شود. این روش، بیشتر شبیه کشش عمیق است با این تفاوت که درکشش ورق، میبایستی بعد از چندین مرحله کشش، به فرم مورد نظر برسد، اما در روش هیدروفرمینگ، قطعات طی یک مرحله به قطعه مورد نظر تبدیل میشوند.

در حال حاضر، از این فرایند در تولید قطعات بسیاری از خودروهای تولیدی نظیر دوج دورانگو، فورد F-150 مدل ۲۰۰۴، پونتیاک مدل ۲۰۰۶، سوبارو ایمپزا مدل ۲۰۰۶ و شورلت مدل ۱۹۹۷ استفاده میشود(شکل ۲).

شکل۲: فرایند شکل‌دهی به روش هیدروفرمینگ ورقی

نتیجه گیری

با توجه به گسترش روزافزون استفاده از این روش در تولید قطعات پیچیده و با توجه به مزایای اشاره شده، به نظر میرسد که سازندگان قطعات خودرو را می­بایستی نسبت به استفاده از این روش در تولید قطعات خود ترغیب کرد تا در نهایت، ضمن کاهش قیمت تمام‌شده، از اتلاف منابع موجود و مواد اولیه نیز جلوگیری شود.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:34 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


مراحل مختلف متالوژی

تصویر

اطلاعات اولیه

با گذشت زمان ، کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالوژی به‌عنوان شاخه ای از علم جایگاهی مستقل یافت. امروزه علم متالوژی را به دو بخش کلی شامل متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی تقسیم می‌کنند که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاهها نیز به‌عنوان گرایشهای رشته مهندسی متالوژی انتخاب شده‌اند.

متالوژی استخراجی و شیمیایی ، شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات) ، شناخت انواع کوره‌ها ، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی می‌باشد. این گرایش ، انواع متعددی از روشها را در برمی‌گیرد که از جمله می‌توان به کانه‌آرایی ، پر عیار کردن مواد معدنی ، تشویه ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود.

متالوژی صنعتی ، شامل کاربر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی می‌باشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می‌شوند. منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی است که مهمترین شیوه‌های تولید عبارتند از: متالوژی پودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری.

انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد. به‌عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند. به‌منظور آگاهی بیشتر از نحوه انتخاب روش تولید و شناخت مسائل فوق ، روشهای تولید مذکور به اختصار تشریح می‌گردند.

ریخته‌گری

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 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 می‌شد.

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 سال ۹۰۰ 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. مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از:

  • ریخته‌گری در قالب‌های موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای
  • ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز از مرکز

نوعی قالب ریخته گری در شکل (۴) مشخص شده است.

متالوژی پودر

با آنکه از نظر تاریخی ، متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات می‌باشد، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش ، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان ، از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان می‌توانستند بوجود آورند، استفاده می‌کردند. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به‌صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر (متالوژی گرد) ، فرآیند قالب‌گیری قطعات فلزی از پودر در فلز (یا مخلوط پودر فلزات) توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی ، عمل تف جوشی (سینتر کردن) در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده ( گاز هیدروژن ، ازت ، هلیم ) انجام می‌گیرد که در آن ، فلز متراکم ، جوش خورده ، به‌صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد.

از جمله قطعاتی که بوسیله متالوژی پودر تولید می‌شوند، می‌توان به ابزار برش ، قطعات اتومبیل و قطعاتی در وسایل خانگی نظیر ماشین لباسشویی ، کمپرسور یخچال و کولر ، تلویزیون ، ضبط وصوت و غیره اشاره نمود. امروزه موارد استمعال اصلی متالوژی پودر را به پنج قسمت تقسیم می‌کنند:

  • آلیاژ کردن فلزهای غیر قابل آلیاژ ، مثلا ساخت نقاط اتصال و جاروبک‌های موتور از پودرهای مس و گرافیت در صنعت برق
  • ترکیب کردن فلزها و غیر فلزها ، نظیر مواد اصطکاکی ساخته شده از مس ، آهن و آزبست
  • ترکیب کردن فلزهای دارای نقطه ذوب بالا با یکدیگر برای ریخته گری ، نظیر تنگستن ، تانتالیم و مولیبدن
  • ساخت قطعات فلزی با خواص عالی ، نظیر یاتاقانهای خود روانکار که به‌علت وجود شبکه ای از خلل و فرج پیوسته (توسط روغن پر شده در آنها) به خودی خود روغنکاری می‌شوند
  • تولید قطعات ظریف و دقیق ، نظیر بوش‌ها ، بادامک‌ها و چرخ دنده ها

شکل دادن

در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به‌صورت شکل نهایی بکار برده می‌شوند. این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرس‌کاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی و غیره می‌باشند که برخی از مهمترین این روشها در زیر بررسی می‌گردند.

نورد کاری (غلتک کاری)

قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل می‌شود. دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوانه‌ای که روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.

در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل می‌شود. با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه‌ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل‌تر خواهد شد. محصولات نورد شامل میل گرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه‌های فولادی با ضخامت‌های متفاوت ، لوله‌های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره‌ای ، بیضی و چندضلعی می‌باشند.

آهنگری (پتک‌کاری)

عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می‌پذیرد. این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش‌کاری یا پرس‌کاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است. چکش‌کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش‌های ماشینی بکار گرفته می‌شوند. این چکش‌ها با بخار یا هوای فشرده کار می‌کنند و با اعمال ضربه‌های سنگین ، چکش‌کاری قطعات را انجام می‌دهند.

برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی‌ها ، میل‌لنگ‌ها ، لوله‌های توپ ، دیگ‌های بخار و غیره توسط پرس‌کاری تهیه می‌گردند. امروزه برای خم کردن وشکل دادن ورق در صنایع کشتی‌سازی و ماشین‌سازی نیز از پرس استفاده می‌شود.

اکستروژن (حدیده کاری)

اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن می‌توان قطعات و اشکالی را تولید نمود که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن می‌باشد. در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می‌آورند. آلومینیوم ، سرب ، روی ، قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار می‌گیرند.

کشیدن

کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف. در این روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله‌های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه‌های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهی‌تابه‌ها به این روش تهیه می‌شوند.

تصویر

جوشکاری

بطور کلی ، جوشکاری عمل اتصالات دادن قطعات فلزی به یکدیگر توسط گرم کردن محل‌های تماس تا حالت ذوب یا خمیری است که اتم‌های هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده ، پس از سرد شدن اتصال محکم ایجاد می‌نمایند.
برای ایجاد حالت ذوب یا خمیری ، انرژی‌های الکتریکی و شیمیایی به‌عنوان منابع حرارت بکار برده می‌شوند.

برای تامین این انرژی‌ها از ژنراتور یا اشتعال مخلوطی از گازهای سوختنی نظیر استیلن ، هیدروژن ، گازهای طبیعی ، بخار بنزین ، بنزول و اکسیژن استفاده می‌گردد. بسته به نوع جوشکاری ، به ابزار دیگری نظیر الکترود ، انبر جوشکاری ، ماسک ، مشعل ، کپسول گاز ، میز کار ، پرده‌های حفاظتی و غیره نیاز می‌باشد. الکترود ، مفتول فلزی می‌باشد که جنس آن به نوع فلز جوش‌دادنی بستگی دارد.

اطراف این مفتول ، از ترکیبات شیمیایی مختلف پوشیده شده است تا از نفوذ اکسیژن ، ازت ، هیدروژن به منطقه ذوب یا خمیری جلوگیری کنند. فلزات مصرفی در الکترودها عموما انواع فولادها ، چدن‌ها و فلزات غیر آهنی مانند مس ، برنج ، برنز و آلومینیم می‌باشند. جوشکاری و لحیم‌کاری از هنرهای قدیمی محسوب می‌شوند و در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیور آلات بکار گرفته می‌شدند.

امروزه روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده می‌شود که به چهار گروه جوشکاری فشاری ، جوشکاری ذوبی ، جوشکاری زرد و لحیم‌کاری تقسیم می‌شوند. برخی از مهمترین این روشها عبارتند از: جوش با قوس الکتریکی ، جوش گاز ، جوش آهنگری ، جوش القایی ، جوش مقاومتی ، جوش سیلانی و لحیم سخت و نرم.

ماشین‌کاری

فرآیند ماشین‌کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش می‌باشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشین‌های تراوش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته می‌شود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می‌نامند. به‌منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور باید حداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه‌های تراشکاری کاهش یابد.

در برش‌کاری (قیچی‌کاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده می‌شود. این نیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال می‌شوند که با نیروی کافی موجب از هم‌گسیختگی و شکسته شدن فلز می‌گردند. در ماشین‌کاری قطعات ، بر حسب نوع کار از ماشین‌های تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله‌زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ‌کن استفاده می‌شود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌باشند.

ماشین‌کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآِیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته می‌شود. این روش ، برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌هادی‌ها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌رود.

سخن آخر

با جمع بندی مطالب ذکر شده می‌توان چنین نتیجه گرفت که تقریبا غیر ممکن است تصور کنیم هر شیئی که در زندگی روزمره بکار می‌بریم، حاوی فلز نبوده ، یا نیازی به فلز برای ساخت و تولید آن نباشد. کلیه اشکال حمل و نقل ، شامل اتومبیل ، کشتی ، هواپیما و قطار برای حرکت فلزات یا اجزا فلزی نیازمند می‌باشند و تقریبا همه چیز از آسمان‌خراش‌ها ، ابزارها ، ماشین‌آلات و غیره تا توزیع الکتریسیته به فلزات وابسته است. به‌عبارت دیگر ، امروزه متالوژی در کلیه صنایع نقش ایفا می‌کند. لذا برای پیشرفت در تمامی صنایع ، کسب دانش وسیع و عمیقی از مواد ، فرآیندها و ابزارهای لازم برای تبدیل مواد به محصولات تمام شده ، ضروری است.

 

متالوژی پودر

 

 

“متالوژی پودر”’

روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که  براساس آن  فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و ((تف‌جوشی)) آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌‌پذیرد. متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزگری می‌‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید ((پلاتین)) با دانسیته کامل بود که در ((قرن ۱۹ میلادی )) صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی می‌‌بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌‌باشد.

در سال‌های ۱۹۵۰-۱۹۶۰ روشهای نوین مانند فُرج پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابتی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند. گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه‌ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته است، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می‌‌باشد ولی زمینه‌هایی که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است، عبارت‌اند از :*زمینه‌های اقتصادی* بهره‌وری انرژی*انطباق زیست محیطی*ضایعات بسیار پائین متالورژی پودر فرایندی است، پویا. در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده‌اند به علاوه، تولید ((آلیاژ|آلیاژهایی)) جدید و مستحکمتر و فرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند (Warm compaction، ((ایزو استالیک گرم))، ((فرج پودر))، extrusion، Powders rolling، Incretion mounding Powders ) همراه با کنترل عالی بر زیر ساختار هم چنین خصوصیت ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف وسیع از خواص با بالاترین کیفیت فراهم ساخته است.با وجود تمامی مزیتهای متالورژی پودر، محدودیت این روش در اندازه و شکل قطعات تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی می‌‌نماید، از نقاط ضعف این فن آوری در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می‌باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد.متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی ‌پیوند می‌خورد.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:33 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


معرفی روش رولینگ

معرفی روش رولینگ

در روش رولینگ هیچ گونه براده برداری از سطح قطعه کار صورت نمی گیرد .طی فرآیند فرم دهی سرد با ایجاد یک فشار یکنواخت ومنظم توسط غلطکهای فرم دهنده، رزوه مورد نظر ایجاد می گردد.در تولید رزوه بوسیله ماشین های تراش معمولی، در بافت فلزات گسستگی ایجاد شده که این عمل با صرف وقت و انرژی زیاد و کاهش کیفیت محصولات تولیدی همراه خواهد بود. این در حالی است که بوسیله ماشین های رولینگ نامیرا با بکارگیری نیروی کار ساده به جای نیروی کار ماهر و ابزار گران قیمت و پرهزینه می توان تولیداتی با سرعت، کیفیت و راندمان بالاتر تولید نمود. دستگاههای رولینگ نامیرا در سه نوع دستی، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک طراحی و ساخته شده است که توانایی تولید انواع رزوه بر روی مقاطع مختلف فلزی در ابعاد و اندازه های متفاوت را دارد که این امر با تعویض غلطکهای فرم دهنده امکان پذیر خواهد بود.

 

 

 

× نوشته شده توسط سلیمان حمیدی منفرد فرم ارتباط با ما
تاریخچه تولید پیچ

 

 

تاریخچه تولید پیچ

قدمت پیچ به ۲۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد و مفهوم آن به طوریکه امروزه شناخته می شود تا قبل از دوره رونسانس وجود نداشته است.پیچ های اولیه به طور دستی ساخته می شدند و این باعث می شد که هیچ دو پیچ یکسانی در عمل وجود نداشته باشد.در سال ۱۵۸۶ اولین مفهوم راجه به دستگاه تولید پیچ توسط ژاک بسون(Jacques Besson) از مهندسان چارلز نهم از فرانسه ارائه گردید که راهگشای ابداعات دیگر در این زمینه گردید.
در سال ۱۷۶۰جاب و ویلیام وایت(job & William Wyatt) دو برادر انگلیسی اقدام به ثبت اختراع برای اولین ماشین تراش پیچ اتوماتیک نمودند.ماشین آنها قادر به تولید ۱۰ پیچ در دقیقه بود که می توان آن را از جمله اولین ماشین آلات تولید انبوه دانست.

در اوایل قرن نوزدهم یک مرد انگلیسی به نام (Henry Maudslay) یک روش تولید پیچ ارائه نمود که تا امروز مورد استفاده قرار گرفته است.در همان زمان در ایالات متحده دیوید ویلکنگسون(David Wilkinson) اولین ماشین تراش تولید پیچ را در ایالات متحده به ثبت رساند و بعد از آن ابداعات جدید در این خصوص به سرعت رشد پیدا کردند.در سال ۱۸۴۵ استفان فینچ (Stephen Finch) قسمت متحرک ماشین تراش را را توسعه بخشید و خیلی زود بعد از یک جنگ داخلی کریستفر والکر دستگاه تمام اتوماتیک ماشین تراش را اختراع نمود.

اولین کارخانه تولید پیچ در سال ۱۸۱۰ میلادی به نام (Abom& Jackson) درجزیره (Rhode) افتتاح گردید.در سال ۱۸۹۵ اتحادیه تولید کنندگان پیچ در آمریکا مینیمم دستمزد برای کار کارمند را ۱٫۷۵$ در ساعت و برای کارآموزان ۱٫۲۵$ برای هر ساعت کاری جهت کارآموزان مقرر کردند.بعد از آن ابداعات کوچک جهت ارتقاءراندمان کاری دستگاه هاادامه پیدا کرد.
امروزه سیستم تولید پیچ به تکنولوژی رولینگ مجهز گردیده است.در سال ۱۸۳۶ میلادی سیستم تولید توسط یک آمریکایی به نام ویلیام کن (William Keane)به سیستم رولینگ ارتقاء پیدا کرد ولی در آن زمان این روش به موفقیت چشم گیری دست پیدا نکرد و این به خاطر این مسئله بود که فلز آهنی که مورد استفاده قرار می گرفت تا از آن پیچ تولید گردد در حین عملیات رولینگ از پایداری مناسبی برخوردار نبود و این مسئله باعث ایجاد شکاف و ترک بر روی پیچ ها می گردید.نیاز احتمالی به تولید انبوه جهت شکستن قیمت تولید پیچ در روش ماشین کاری منجر به بهاگزاری مجدد ، استقرار وجایگزینی سیستم رولینگ جهت تولید پیچ ها گردید.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:31 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


آموزش سنگ زنی

در این پست از سکه به آموزش حرفه سنگ زنی میپردازیم

سنگ‏ زنی حرفه‏ ای تخصصی

سنگ‏ زنی حرفه‏ای تخصصی

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت سنگ زنی  است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.

 

فرآیند سنگ‏زنی:

سنگ‏زنی یکی از فرایندهای براده‏برداری است که در آن از هزاران دانه براده‏بردار از جنس مواد ساینده استفاده می‏شود که در یک سنگ به یکدیگر چسبانده شده‏اند. سنگ ساب با دور بالا می‏چرخد و سپس در تماس با کار قرار می‏گیرد. حرکت قطعه‏کار در زیر سنگ ممکن است دورانی یا رفت و برگشتی باشد. با سنگ‏کاری می‏توان سطوح صاف، استوانه‏ای یا فرمدار، با صافی سطح خوب و دقت ابعادی بالا ایجاد کرد. این روش، به ویژه برای ماشینکاری قطعات سخت، مفید است.

سنگ‏ زنی حرفه‏ای تخصصی

سنگ محک:

سنگ محک برای براده‏برداری سریع از ابزارهای کوچک یا تک لبه به کارمی‏رود. قطعه‏کار را با دست در مقابل سنگ نگه می‏دارند. سنگ محک اساسا”تشکیل شده است از یک الکتروموتور با دو سنگ ساب که در طرفین آن نصب شده‏اند. برای راحتی کار، یکی از سنگها را زبر و دیگری را نرم می‏گیرند. از اولی برای براده‏برداری سریع و از دومی جهت دستیابی به صافی سطح بالا استفاده می‏شود. هر سنگ ساب باید به یک صفحه محافظ برای چشم، و یک تکیه‏گاه جهت قرارگیری قطعه‏کار و یا دست مجهز باشد. این تکیه‏گاهها را باید به طور منظم بازرسی و تنظیم کرد به نحوی که همواره حداقل فاصله را باسنگ داشته باشند. در هنگام استفاده از این دستگاه نباید کار را بیش از حد به سنگ فشار داد، همچنین از کناره‏های سنگ نباید برای سنگ‏زنی استفاده کرد. به طور همزمان از هر دو سنگ استفاده نکنید و برای توقف سنگ بعد از خاموش کردن آن به سنگ ساب فشار وارد نیاورید. باید به طور روزانه سنگ را وارسی کنید تا ترک‏خوردگی نداشته باشد و به طور مرتب با الماس غلتان آن را تیز کنید تا سطوح مسطح و تمیزی پیدا کند.

سنگ‏ زنی حرفه‏ای تخصصی

دستگاه سنگ‏زنی سطوح تخت:

ایننوع دستگاه سنگ بیشتر برای تولید سطوح تخت به کار می‏رود و در هنگام سنگ‏زنی از لبه پیرامونی سنگ و یاسطح خارجی سنگ کاسه‏ای استفاده می‏کند. قطعه‏کار محکم بسته می‏شود و از زیر سنگ عبور می‏کند. ترکیبهای متنوعی از سنگ و نیز نحوه حرکت قطعه‏کار، به تناسب نیاز، وجود دارد.

سنگ‏ زنی حرفه‏ای تخصصی

ایمنی عمومی هنگام استفاده از دستگاه سنگ ساب:

* لباس کار بپوشید و آن را سالم و تمیز نگه دارید.

*‏ از گیرکردن قسمتهایی از لباس مانند سرآستین، کراوات، شال‏گردن و غیره در قسمتهای متحرک ماشین جلوگیری کنید. زیورآلاتی را که امکان گیرکردن آنها در دستگاه هست مانند النگو، ساعت، گوشواره و غیره باز کنید. موهای بلند را ببندید و کلاه بگذارید.

* براده را باید توسط براده‏کش یا برس بردارید. هرگز نباید با دستان برهنه این کار را انجام دهید و یا از برسهای با دسته حلقوی استفاده کنید.

* برای حفاظت پاها و انگشتان در مقابل صدمات و جلوگیری از لغزش بر روی سطوح خیس باید کفش ایمنی یا پوتین بپوشید.

سنگ‏ زنی حرفه‏ای تخصصی

* برای حفاظت چشمها از عینک و محافظ چشم استفاده کنید. قبل از شروع کار کرمهای محافظ به کار ببرید و قبل از صرف غذا و کشیدن سیگار و کارهای دیگر و بعد از خاتمه کار حتما”دستها را بشویید.

* برای حفاظت از دستها در مقابل روغن، بریدگی، سوختگی و غیره از دستکش استفاده کنید. در صورت بروز بریدگی، سوختگی و صدمات به درمانگاه بروید.

* در مواردی که ضرورتا”مجبور به دست زدن به قسمتهای خطرناک ماشین مانند تیغچه فرز یا قطعه‏ کار در گردش هستید ماشین را خاموش کنید.

* در موقع جابه‏ جایی ابزار یا تیغچه‏ های تیز آنها را در پارچه خشک بپیچید.

* از حفاظ و وسیله‏ های حفاظتی پیش بینی شده استفاده کنید و مراقب باشید که حفاظها برای ایجاد حداکثر میزان حفاظت در مقابل تیغچه‏ ها، براده، آب‏ صابون و غیره تنظیم شوند.

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:31 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


آموزش حدیده کاری

در این پست از سکه به آموزش صحیح حدیده کاری ساخت مهره میپردازیم

حدیده کاری ، حرفه‏ای تخصصی

حدیده کاری، حرفه ای تخصصی

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت حدیده است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.

پیچ‏کردن از روش های موقتی اتصال قطعات به یکدیگر است. برای رزوه‏کردن پیچ معمولا” از ماشین‏تراش استفاده می‏کنند. اما در کارگاه می‏توان این عمل را با استفاده از قلاویز و حدیده انجام داد.

 

حدیده:

حدیده را از فولاد پرکن یا فولاد تندبر می‏سازند. برخلاف قلاویز، از حدیده برای تراشیدن رزوه ‏خارجی استفاده ‏می‏شود. حدیده بر سه نوع است.

حدیده کاری، حرفه ای تخصصی

حدیده گِرد شکاف‏دار قطعه‏ای دایره‏ای‏شکل است که در امتداد یکی از شیاره‏هایش شکاف دارد. این شکاف برای تنظیم دقیق، با استفاده از سه پیچ تنظیم تعبیه شده در دسته‏حدیده ایجاد شده است. حدیده دونیم از دو قطعه آزاد تشکیل می‏شود که در دسته‏حدیده قرار می‏گیرند. پیچ کوچکی برای تنظیم روی دسته‏حدیده تعبیه شده است. حدیده مهره‏ای بدنه شش‏گوش دارد. این نوع حدیده رزوه جدید ایجاد نمی‏کند، بلکه کار آن ((ترمیم)) رزوه‏های آسیب دیده است.

 

عملیات تراشیدن رزوه‏های خارجی به ترتیب زیر انجام می‏شود:

۱٫‏ ته قطعه‏کار را گونیا کنید و آن را (با استفاده از سوهان، سنگ یا ماشین‏تراش مرغک‏دار) پخ بزنید تا رزوه‏تراشی آسان تر شروع شود.

حدیده کاری، حرفه ای تخصصی

 

2. حدیده را در دسته‏ حدیده قرار دهید و آن را محکم و عمود بر قطعه‏ کار در دست بگیرید.

۳٫ دسته‏ حدیده را در حدود ۱/۴ دور در جهت حرکت عقربه‏های ساعت بچرخانید و سپس آن را برگردانید تا براده ‏ها جدا شوند.

۴٫ به اندازه کافی آب‏صابون (روان کار) به ‏کار ببرید.

۵٫ پس از یک دور کامل رزوه‏ تراشی، با استفاده از پیچ های تنظیم، حدیده را دوباره تنظیم کنید تا عمق رزوه ‏ها به مقدار مطلوب برسد.

حدیده کاری، حرفه ای تخصصی

مراقبت از حدیده و نگهداری صحیح آن اهمیت دارد:

۱٫‏ از دسته‏حدیده یا حدیده به جای چکش استفاده نکنید.

۲٫ پس از هر بار استفاده، حدیده را از دسته‏حدیده جدا کنید، آن ها را تمیز کنید و در جعبه بگذارید.

حدیده کاری، حرفه ای تخصصی

۳٫ در حین رزوه‏ کاری به اندازه‏ کافی آب‏ صابون مصرف کنید تا اصطحکاک کاهش یابد.

 

آموزش قلاویزکاری

در این پست به آموزش صحیح قلاویزکاری میپردازیم

قلاویز، حرفه‏ای تخصصی

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت قلاویز کاری است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.

 

پیچ‏کردن از روشهای موقتی اتصال قطعات به یکدیگر است. برای رزوه‏کردن پیچ معمولا”از ماشین‏تراش استفاده می‏کنند. اما در کارگاه می‏توان این عمل را با استفاده از قلاویز و حدیده انجام‏ داد.

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

قلاویز:

قلاویز ابزاری است که رزوه داخلی ایجاد می‏کند. قلاویز را از فولاد تندبر می‏سازند. قلاویز تنه‏ای دارد که ته آن چهار‏گوش است و دسته‏قلاویز آن را می‏گیرد. تنه قلاویز از بخش رزوه‏تراش آن باریکتر است. قلاویز چهار ردیف رزوه یا دندانه برنده دارد، که برای ایجاد رزوه‏ای به شکل خاص، تراشیده شده‏اند. این دندانه‏ها عمل رزوه‏تراشی را انجام می‏دهند. شیارهای بین لبه‏های برنده را خیاره می‏نامند. خیاره‏ها به براده تراشیده شده راه می‏دهند که از سوراخ بیرون بیاید.

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

روغن تراشکاری (آب صابون) نیز از همین راه به قطعه‏کار می‏رسد. هر دست قلاویز از سه قلاویز تشکیل می‏شود در اولین قلاویز تقریبا”۲/۳ طول قسمت رزوه‏تراش، شکل مخروطی دارد. این قلاویز را پیشرو می‏نامند. در قلاویز دوم ۱/۳ طول قسمت رزوه‏تراش، مخروطی است و آن را وسط‏رو می‏نامند. این قلاویز پس از قلاویز اول به‏ کار می‏رود. قلاویز سوم که پسرو نام دارد، صاف است اما پخ کوچکی دارد تا بتواند درست وارد سوراخ شود، این قلاویز را پس از قلاویز وسط‏رو، برای رزوه‏کردن سوراخهای‏کور به کارمی‏برند.

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

قلاویز‏کاری:

تراشیدن رزوه‏های داخلی با دست را قلاویزکاری می‏نامند. این عمل به ترتیب زیر انجام می‏شود.

۱٫‏ با مته سوراخی ایجاد کنید که قطر آن با قطر مغزه قلاویز برابر باشد.

۲٫ قطعه‏کار را محکم به گیره ببندید.

۳٫ اولین قلاویز را در دسته‏قلاویز جا بزنید.

۴٫ قلاویز را در امتداد قائم وارد سوراخ کنید و آن را در جهت حرکت عقربه‏های ساعت بچرخانید تا رزوه‏تراشی شروع شود.

 

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

5. قلاویز را در حدود ۱/۴ دور در خلاف جهت حرکت عقربه‏هایساعت بچرخانید تا سوفاله‏ها خرد شود.

۶٫ از طریق خیاره‏ها آب صابون وارد سوراخ کنید تا رزوه‏تراشی آسانتر شود و براده‏هاشسته شوند.

۷٫ عمل ۵ را تکرار کنید تا وقتی تمام طول دندانه‏دار قلاویز از سود (اگر سوراخ راه به در است).

۸٫ این عملیات را با استفاده از قلاویزهای وسط‏رو و پسرو تکرار کنید.

 

قلاویزکاری، حرفه ای تخصصی

برای کاهش اصطکاک و پاک‏ کردن براده‏ها از مصرف آب‏صابون مضایقه نکنید.

وقتی قلاویزکاری به پایان رسید، قلاویزها و دسته‏ قلاویز را تمیز کنید و آنها را در جعبه خود قرار دهید.

 

آموزش سوهان کاری

در این پست برای شما آموزش سوهانکاری با روش درست و صحیح را آموزش میدهیم

سوهان کاری ، حرفه ای تخصصی

سوهان کاری

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت سوهان کاری است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.

سوهان:

سوهان کاری از روش های براده ‏برداری از روی فلز است و سوهان که در کارگاه های آموزشی بیش از هر ابزار دستی دیگری به کار می‏آید، ابزار این کار است. سوهان را از فولاد ابزار کربنی با حدود ۳/۱ درصد کربن می‏سازند.

 

بخشهای مختلف سوهان عبارت‏اند از:

۱٫‏ دسته که چوبی یا پلاستیکی است ( دسته ‏های چوبی حلقه ‏ای دارند که مانع شکافتن چوب در هنگام جازدن دُم سوهان می‏شود )؛

۲٫ دُم، که بخشی از سوهان است که در دسته فرو می‏رود؛

۳٫ آج، که ساده یا چپ و راست است.

سوهان کاری

از سوهان ساده برای سوهان کاری فلزات نرم ( مانند برنج و آلومینیم ) و از سوهان با آج چپ و راست برای سوهان کاری همه فلزات، به ویژه چدن و فولاد استفاده می‏کنند.

 

آج

کاربرد نمونه وار

زبر

سوهان کاری فلزات نرم، پلاستیک ها

متوسط

شکل دادن فلزات و پلیسه گیری قطعات ریختگی چدنی

نرم

سوهان کشی و پرداخت فلزات سخت

بسیار نرم

سوهان کاری دقیق و پرداخت ظریف

 

انواع مقطع سوهان:

سوهان ها با مقاطع مختلف ساخته می‏شوند که کاربرد آن ها به اختصار به شرح زیر است:

سوهان کاری

 

سوهان معمولی: لبه این سوهان ها صاف است و آج ندارد. بنابراین از این نوع سوهان ها برای سوهان کاری کنج هایی استفاده می‏شود که فقط یک وجه آن باید سوهان کاری شود.

 

سوهان تخت: برای کارهای عمومی کارگاهی

 

سوهان چهارپهلو: ایجاد شیارها و شکاف های  چهارگوش

 

سوهان گرد: گشاد‏کردن سوراخ ها و سوهان کاری سطوح خمیده

 

سوهان سه ‏پهلو یا سه ‏گوش: سوهان کاری کنج های تیز

 

سوهان بغل ‏تخت: سوهان کاری شکاف های بسیار باریک مثل شیار کلیدها

سوهان کاری

چگونه سوهان کاری کنیم:

حالت درست دست ها و روش در دست‏گرفتن سوهان در سوهانکاری از اهمیت بسیار برخوردار است. قطعه باید در ارتفاع مناسب تقریبا”هم سطح با آرنج برای کارهای سبک و اندکی کمتر برای کارهای سنگین روی‏گیره بسته شود.

فاصله پاها از یکدیگر باید حدود ۲۰ سانتیمتر و زاویه آن ها نسبت به‏هم باید حدود ۹۰ درجه باشد.

پای چپ نیز باید موازی با امتداد سوهان باشد. دسته سوهان را با دست راست بگیرید به‏طوری‏که انگشت شست روی دسته و انگشتان دیگر در زیر آن قرار بگیرند.

 

هنگام سوهان کاری فشار باید در حرکت پیشروی بر سوهان وارد شود زیرا آج ها یا دندانه‏های برنده رو به‏ سَرِ سوهان هستند. اگر فشار در حرکت برگشت بر سوهان وارد شود موجب براده‏ برداری نمی‏شود و تنها دندانه  ‏ها را کُند می‏کند. وقتی می‏خواهید سطح ‏تختی را پرداختکاری‏ کنید، بایداز روش سوهان کاری ‏دوطرفه استفاده کنید.

 

در این روش براده‏برداری چندانی انجام نمی‏شود و فقط خش های ایجاد شده در نتیجه عملیات سوهان کاری قبلی از بین می‏رود. در سوهان کاری‏دوطرفه، سوهان را عقب و جلو می‏کشید.

 

سوهان کاری

نکات ایمنی:

۱٫‏ سوهان ها را در مقرهای جدا از هم نگهداری‏کنید و اجازه ندهید به هم ساییده شوند.

۲٫ هرگز فولاد سخت‏سازی شده را سوهان کاری نکنید.

۳٫ از سوهان به جای چکش استفاده نکنید.

۴٫ سوهان را به اسید آغشته نکنید تا دچار خوردگی نشود.

۵٫ مکررا”از برس سوهان استفاده کنید تا آج های سوهان پر نشود.

 

نکته قابل توجه:

وقتی براده‏های حاصل از سوهان کاری، محکم به آج های سوهان می‏چسبند، می‏گوییم سوهان پُر شده است.

پرشدن آج های سوهان سبب می‏شودکه عمق نفوذ آن ها کاهش یابد و خراش های عمیقی روی سطح قطعه‏کار ایجاد شود. در نتیجه سوهان کار باید مقدار زیادی کار اضافی انجام دهد تا این خراش ها را حذف کند. برای جلوگیری از پرشدن سوهان، از برس سوهان استفاده‏ کنید.

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:28 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


جوشکاری آلومینیوم

جوشکاری آلومینیوم

شما به چه تجهیزاتی نیاز دارید؟

۱- بهترین روش برای جوشکاری آلومینیوم استفاده از روش TIG (Tungsten Inert gas) و یا همانGTAW  (Gas Tungsten Arc Welding) می باشد. همچنین آلومینیوم را می توان با روش MIG یا هر روشی که در آن مشعل و گاز باشد جوشکاری نمود. برای استفاده از روش TIG دستگاههای گرانقیمتی وجود دارد که بعضی از خصوصیات آنها عبارتند از: اب خنک کن جهت تورچ – موج مربع AC، تنظیم فرکانس و تنظیم نسبت مثبت به منفی جریان که باعث تمیزی بهتر جوش و همچنین نفوذ بهتر می شود. در ضمن اینکه دستگاههای ارزان قیمت تری هم هستند که چنانچه نیاز به جوش با کیفیت بسیار عالی و حساس نباشد می توان از آنها استفاده کرد.

۲- دستکش جوشکاری خوب

۳- ماسک جوشکاری خوب جهت جلوگیری از برخورد اشعة جوش با چشم و همچنین پوست قسمت سر و گردن.

۴- گاز آرگون – سعی کنید از گازهای مخلوط (MIX) استفاده نکنید مگر اینکه مخلوط آرگون و هلیوم باشد.

هیچگاه از کپسول گازی که برای جوشکاری MIG استفاده می شود برای جوشکاری TIG جهت آلومینیوم استفاده نکنید زیرا برای آلومینیوم باید آرگون دارای خلوص بالا باشد. در غیر این صورت فلز شما می سوزد و یا دوده می زند. در انتخاب گاز آرگون دقت کنید زیرا بعضی از کپسولها قبل از اینکه با گاز آرگون شارژ شده باشند ممکن است دارای گاز دیگری بوده باشند که این امر باعث بوجود آمدن ناخالصی در گاز و در نتیجه جوشکاری، سخت و یا غیرقابل انجام می شود. این نوع کپسولها اگر با آرگون خلوص بالا هم شارژ شوند در ابتدا که فشار بالا است خوب عمل می کنند ولی وقتی به  حجم خود رسید جوش را آلوده می کند.

۵- میله یا فیلر جوشکاری آلومینیوم. از فیلر به شمارة ۴۰۴۳ در اکثر موارد می توان استفاده کرد. البته منابعی هست که برای هر آلیاژ فیلر مناسب را نیز معرفی می کند و تشخیص اینکه فلز پایه از چه نوع آلومینیومی است کمی سخت بنظر می رسد ولی در اکثر مواقع می توان از همان ۴۰۴۳ استفاده کرد.

۶- استفاده از یک برس سیمی از جنس استنلس استیل که فقط برای آلومینیوم استفاده شود و برای هیچ منظور دیگری سراغ آن نروید.

۷- یک میز جوشکاری مناسب سبب راحتی و سهولت در کار می گردد. سعی کنید حتماً آنرا داشته باشید.

۸- یکی از موارد دیگری که بسیار مهم است و باید به آن توجه داشت پوشیدن لباس کتانی آستین بلند در حین کار است در روش TIG مقدار بسیار زیادتری از اشعة ماوراء بنفش نسبت به سایر روشهای جوشکاری تولید می شود. به همین علت کوتاهی در این امر باعث سوختگی روی پوست و گهگاه تاولهای دردناک می شود.

۹- گیره ای که بتوان بوسیلة آن قطعة کار را ثابت نگه داشت و همچنین داشتن قطعه ای از مس و یا آلومینیوم برای استفاده بعنوان گرماگیر از قطعه مفید به نظر می رسد.

قدم اول: قطعة آلومینیوم را تمیز کنید و این مهمترین قدم است. این نکته را بخاطر بسپارید آلومینیومی که براق و تمیز بنظر می رسد در حقیقت کثیف است و باید توسط برس یا حلال تمیز شود. توجه کنید آلومینیوم مثل استیل نیست.

بعضی از علامتهایی که نشان می دهد آلومینیوم کثیف و آلوده است در زیر آمده است.

یک قوس سر گردان، که موجب می شود شما نتوانید بدون اینکه همة قطعه را گرم کنید و دچار اعوجاج شود حوضچة مذاب را تشکیل دهید فیلر نمی تواند با حوضچه مخلوط شود و به حالت گلوله ای شکل درمی آید که ذوب کردن این گلوله ها بسیار سخت است.

دانه هایی روی سطح آلومینیوم بنظر می رسد شبیه به دانه های آب روی سطح موم اندود شده.

هنگامی که سعی می کنید قطعه را به صورت لب به لب جوش دهید، لبه ها کنار زده می شوند و فاصله شان از یکدیگر بیشتر می شود.

حال ببینیم چه اتفاقی می افتد. آلومینیوم به سرعت با یک لایه از اکسید آلومینیوم پوشیده می شود. که دمای ذوب این اکسید ۳ برابر دمای ذوب آلومینیوم است. هنگامی که شما سعی می کنید یک آلومینیوم آلوده را جوشکاری کنید. آلومینیومی که زیر لایة اکسید است ذوب می شود و لایه اکسید همواره جامد مانده بعنوان یک غشاء روی آلومینیوم را می گیرد. مثل یک حباب آب و هنگامی که شما موفق شدید به لایة غشایی رسوخ کنید ناگهان آلومینیوم زیری ذوب شده و می ریزد مثل ترکیدن یک حباب آب.

برای تمیز کردن بهتر است ابتدا قطعه و محلی را که قرار است جوشکاری کنید با یک اسپری تمیز کنید مثل تمیز کننده های قطعات الکترونیکی و …. سپس با آب تمیز شستشو دهید. بعد از آن از برس سیمی استنلس استیل (حتماً استنلس استیل باشد) جهت ساییدن و درخشان کردن محیطی که می خواهید جوشکاری کنید استفاده کنید. بعضی از متخصصان معتقدند که آلومینیوم باید در یک جهت برس زده شود. تا آلودگی ها دوباره به سطح برنگردند. اگر شما فوری پس از تمیز کردن جوشکاری را شروع نکردید، قطعه را در جایی که دور از دسترس و لمس کردن باشد قرار دهید و اگر بیشتر از ۸ ساعت از تمیز کردن گذشت باید دوباره تمیز شود.

قدم دوم: قطعة کار آلومینیوم خود را به یک تکه از جنس مس یا آلومینیوم دیگر جهت دفع حرارت محکم کنید. آلومینیوم حرارت را خیلی خوب منتقل می کند. هنگامی که شما شروع به جوشکاری کردید و حوضچة مذاب تشکیل شد حرارت کافی می باشد. ولی چون بعداز آن حرارت، بسیار زیاد به اطراف منتقل می شود و اکثراً باعث پیچ خوردگی و یا چروک می شود بهتر است که این حرارت توسط قطعات مس یا آلومینیوم از قطعة مورد جوشکاری جذب گردد.

قدم سوم: پیشگرمایی قبل از جوشکاری –  این پیشگرمایی جوشکاری را بسیار آسان می کند. که البته این موضوع نیاز به بررسی دارد. بعضی از آلیاژهای آلومینیوم تحت عملیات حرارتی قرار گرفته اند و با گرم کردن یا سرد کردن نرمتر خواهند شد. بعضی ها معتقدند که آلومینیومی که روی آن عملیات حرارتی انجام گرفته نباید پیشگرم شود و پیشگرم برای جوشکاران بی تجربه است. برخلاف این آلومینیوم باید همیشه پیشگرم شود تا ترک نخورد.

برای پیشگرم دمای بین  تا  پیشنهاد شده است. پیشگرم نکردن آلومینیوم به خصوص برای قطعات ضخیم باعث جوشی ضعیف، کم عمق و سطحی می شود. برای پیشگرم کردن می توانید از یک مشعل گازی استفاده کنید. البته اگر گرما را به صورت غیرمستقیم به قطعه کار اعمال کنید بهتر است زیرا ممکن است شعله مستقیم باعث آلودگی محل جوش شود.

قدم چهارم: اگر الکترود تنگستن خراب و یا آلوده شد. جوشکاری را متوقف کرده و مشکل را برطرف کنید. این مشکل بیشتر مواقعی پیش می آید که تنگستن در حین جوشکاری با حوضچة مذاب یا فیلر تماس مستقیم پیدا کند که این امر باعث ناپایدار شدن قوس و پایین آمدن کیفیت جوش می شود.

بهترین روش برای حل این مشکل قرار دادن تنگستن روی یک سطح صاف مثل میز کار است. بطوریکه قسمت خراب شده کمی از لبه خارج باشد. حالا به این قسمت ضربه ای وارد کنید. (سر تنگستن به صورت عمودی خواهد شکست) حالا دوباره تنگستن را روی تورچ نصب کنید و تورچ را به یک منبع DC با قطبیت مستقیم (الکترود مثبت) متصل کنید و روی یک تکه فلز بی استفاده با تنگستن ضربة آرامی بزنید تا سر تنگستن حالت گلوله ای پیدا کند. حالا تورچ را به منبع AC وصل کرده و به جوشکاری خود ادامه دهید. در حین انجام این مراحل مواظب باشید تنگستن داغ دستکش شما و در نهایت دست شما را نسوزاند.

قدم پنجم: دو قطعه ای را که می خواهید به یکدیگر جوش دهید کاملاً به هم بچسبانید و هیچگونه فاصله برای آنها قرار ندهید. در روش جوشکاری MIG پر کردن فاصلة (gap) بین دو قطعه تقریباً کار آسانی است ولی در روش TIG به علت متمرکز شدن حرارت این کار مشکل است. وقتی شما به یک طرف لبه حرارت می دهید آن قسمت ذوب شده ولی لبة دیگر هنوز جامد است. و حتی موقعی هم که به صورت متناوب هر دو لبه را حرارت می دهید ممکن است لبه ها ذوب شده و قبل از ممزوج شدن مذاب از هم فاصله پیدا کنند. شما می توانید فیلر را حرارت داده و یک قطره از مذاب آن را در محل فاصلة دو لبه انداخته سپس سعی کنید آنرا بر روی دو لبه ذوب کنید. سپس از آن نقطه جوشکاری را شروع کرده و فیلر را وارد حوضچة مذاب کنید. کار دیگری که می توانید انجام دهید اینست که با سوهان یا وسیلة دیگر لبه ها را سایش دهید تا کاملاً روی هم قرار گیرند و فاصله ای نداشته باشند.

قدم ششم: قوانین ضروری کوتاه برای تنظیمات پایه ای.

برای هر ۰۲۵/۰ ضخامت قطعه از ۱ آمپر جریان استفاده کنید. در ابتدای کار جریان را بالاتر از مقداری که مورد نیاز است تنظیم کرده و جوشکاری را شروع کرده سپس بوسیلة پدال پایی جریان را پایین بیاورید.

اگر دستگاه جوشی دارید که از نوع ارزان قیمت است و خروجی آن پالس مربعی (square wave) نیست سعی کنید از تنگستن خالص با نشان سبز استفاده کنید و در صورتی که دستگاه شما پالس مربعی است از تنگستن توریم دار ۱% یا ۲% استفاده کنید.

البته انواع دیگر تنگستن هم می توانند استفاده شوند.

برای جوشکاری در جریان ۳۰ تا ۸۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm6/1 استفاده کنید.

برای جوشکاری در جریان ۶۰ تا ۱۳۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm 4/2 استفاده کنید.

برای جوشکاری در جریان ۱۰۰ تا ۱۸۰ آمپر از تنگستن خالص به قطر mm 2/3 استفاده کنید.

قطر فیلر را هم اندازه با قطر تنگستن انتخاب کنید. همچنین سعی کنید طول قوس نیز نسبتاً با قطر تنگستن مساوی باشد.

ابزارهای آهنگری

در این پست  به معرفی ابزارهای مورد نیاز برای آهنگری میپردازیم

ابزارهای آهنگری

آهنگر، غیر از پتک و سندان، از ابزارهای دیگری هم استفاده می کند. در این بخش با ابزارها و تجهیزات مورد استفاده در کارگاه آهنگری آشنا می شویم.

ابزارهای آهنگری(1)
سندان و پایه

سندان از چدن یا فولاد ساخته می شود و سطح آن را سخت می کنند. سندان ها را معمولاً بر اساس وزن دسته بندی می کنند. سندان روی پایه ای چدنی یا قطعه ای چوب محکم قرار داده می شود. دماغه سندان شکل های مختلفی دارد و به کمک آن می توان فلزات را به شکل دلخواه آهنگری کرد. سایر بخش های سندان عبارت اند از مقر ابزار، که می توان دسته ها، قرارها و قرارهای دم را در آن جای داد ( این ابزارها را در ادامه همین فصل شرح می دهیم )؛ سوراخ سنبه کاری و میز که قلم زنی یا برش روی آن انجام می شود. فلزاتی که باید پتک کاری، خم یا قلم زده شوند در کوره آهنگری گرم می شوند؛ این روش متعارف گرم کردن فلزات است. اگر کوره از فولاد نرم ساخته شده باشد باید جداری از آجر نسوز برای آن تعبیه کرد تا آتش ورق های فولاد را نسوزاند. بعضی از کوره ها را از آجر، گل رس یا چدن می سازند و بنابراین به جدار نسوز نیاز ندارند.

ابزارهای آهنگری(1)
کوره آهنگری

کوره آهنگری یک هواکش و یک دودکش دارد که به کمک یک بادزن مکنده، دود را تخلیه می کند. در جلو کوره باید ظرف آبی قرار داد. از این ظرف برای سرد کردن فلزات و ابزارها استفاده می کنند. هوا به وسیله دمنده برقی یا دَم آهنگری و از طریق، زنبورک، به داخل کوره رانده می شود.

ابزارهای آهنگری(1)
کوره آهنگری

سوخت کوره آهنگری زغال سنگ، کک و غیره است. برای روشن کردن کوره می توانید از تراشه چوب استفاده کنید. در صورت استفاده از تراشه چوب دود تولید می شود؛ اگر فوتک در اختیار داشته باشید، کار تمیزتر انجام می شود. با استفاده از مسلفه، خاکستر و خاکه جوش تولید شده در کوره را بیرون بیاورید و آتش را همواره تمیز نگه دارید. ابزارهای مورد استفاده در کوره آهنگری عبارت اند از بیل، برای جمع آوری کک؛ سیخ کوره، برای شل کردن خاکه جوش تشکیل شده؛ و مسلفه برای بیرون کشیدن آن.

ابزارهای آهنگری(1)
ابزارهای کوره آهنگری
الف) بیل  ب) مسلفه   ج) سیخ کوره

در آهنگری قطعه کار (یعنی فلز گداخته) را با انبر نگه می دارند تا عملیات آهنگری روی آن انجام شود. انبر را از فولاد نرم می سازند و از دو قطعه پرچ شده به هم تشکیل می شود. هر انبر از دو بخش اصلی تشکیل می شود، دسته و دهانه. برای گرفتن قطعه کارهایی به شکل های مختلف، انبرهایی با دهانه های متفاوت ساخته اند. انواع متداول انبر نشان داده شده است.

ابزارهای آهنگری(1)ابزارهای آهنگری(1)
ابزارهای آهنگری(1)ابزارهای آهنگری(1)
انبرهای آهنگری

۱٫‏ انبر دَم نسته: از این نوع انبر برای گرفتن قطعات مستطیلی بسیار سبک استفاده می شود.

۲٫ انبر دَم باز: این انبر دهانه ای تخت و باز دارد و وقتی انبر بسته می شود، فک های آن باز می مانند. از این انبر برای گرفتن قطعات مستطیلی ضخیم تر استفاده می شود.

۳٫ انبر دَم گرد: وقتی این انبر بسته می شود دهانه آن سوراخی دایره ای تشکیل می دهد و به کمک همین سوراخ می توان میله های با مقطع دایره یا مربع را، در امتداد طول گرفت.

۴٫ انبر گاز انبری: از این نوع انبر برای برداشتن و گرفتن فلزات گداخته استفاده می شود، اما برای نگه داشتن قطعات در حین آهنگری از آن استفاده نمی کنند.

۵٫ انبر دَم جناغی: این انبر دهانه ای جناغی دارد و برای گرفتن میله های مربعی، در امتداد طولی، به کار می رود.

۶٫ انبر دَم چار گوش: از این انبر برای گرفتن قطعات سنگین با مقطع مربعی یا مستطیلی استفاده می شود.

۷٫ انبر فرفورژه: از این انبر برای ساختن فرفورژه استفاده می شود.

۸٫ انبر همه کاره: در طول فک این انبر سه سوراخ و یک شیار تعبیه شده است و برای انجام کارهای عمومی از آن استفاده می شود.

 

قالب قرار از چدن ساخته می شود. این قالب قطعه ای مستطیلی است که تعدادی شیار با اندازه ها و شکل های مختلف (جناغی، نیمگرد، چهارگوش و غیره) برای خمکاری و سوراخکاری روی آن تعبیه شده است. قالب قرار پایه دارد.

ابزارهای آهنگری(1)
قالب قرار و پایه آن

پتک چکشی بسیار سنگین است که سری سنگین و دسته ای دراز دارد. سر پتک می تواند تیز، تخت، گرد یا دوسر باشد. وزن پتک بین ۴ تا ۹ کیلوگرم است.

ابزارهای آهنگری (2)

پتکها

الف) پتک دوسر    ب)پتک سرتیز     ج)چکش آهنگری

چکش آهنگری سری شبیه پتک دارد، اما سر و دسته آن به  سنگینی سر و دسته پتک نیست. وزن چکش آهنگری ۱ تا ۱/۵ کیلوگرم است و برای انجام کارهای سبک به کار می رود. سنبه را از فولاد ریختگی می سازند. از سنبه بیشتر برای ایجاد سوراخ – با مقطع دایره یا مربع- در فلزات گداخته استفاده می کنند. وقتی با سنبه سوراخ ایجاد می کنید، بهتر است

 

سنبه را از دو طرف کار بکوبید تا در نتیجه برخورد با کف سخت سندان آسیب نبیند. برای سنبه یک دسته سیمی می سازند.

ابزارهای آهنگری (2)

سنبه و سنبه گشاد کن

سنبه گشادکن سنبه ای بزرگ و مخروطی است که کار آن گشاد کردن سوراخی است که قبلاً ایجاد شده است. به کمک این ابزار می توان سوراخهایی با شکلها و اندازه های مورد نظر ایجاد کرد. معمولاً از سنبه گشادکن روی مقر ابزار یا سوراخ سنبه سندان، یا روی قالب قرار، استفاده می کنند.

 

در آهنگری برای بریدن قطعات آهنگری شده از قلم استفاده می کنند. قلمها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: سردبُر و گرم بُر. قلم گرم بُر که نازکتر است، فلز گداخته را برش می دهد. زاویه نوک این قلم ۳۰ درجه است. قلم سردبُر زاویه ۶۰ درجه دارد و برای بریدن فلزات سرد به کار می رود. قلمهای آهنگری معمولاً دسته های بلندی دارند و با پتک به آنها ضربه می زنند. قلمها را به صورت جفتی به کار می برند.

ابزارهای آهنگری (2)ابزارهای آهنگری (2)

قلمها

الف) قلم گربر  ب) قلم سردبر

قرارها را به صورت جفتی (قرار بالا و قرار پایین) می سازند. قرار بالایی معمولاً دسته دارد و با پتک به آن ضربه می زنند.

ابزارهای آهنگری (2)

قرار

قرار پایینی در مقر ابزار مستقر می شود. برای تولید یک قطعه دایره ای خوب، آن را روی قرار پایینی می گذارند و قرار بالایی را با پتک می کوبند.

 

آهنکوب برای صاف کردن قطعه کار، یا پرداختکاری آن پس از لاغرسازی به کار می رود.

ابزارهای آهنگری (2)

آهنکوب

قرار دم، مانند قرار، به صورت جفتی (بالا و پایین)، برای تولید پله، قبل از کاهش مقطع، یا برای کاهش مقطع به کار می رود.

ابزارهای آهنگری (2)

قرار دم

هدف از به کارگیری این ابزار جلوگیری از لوله شدن قطعه کار (ایجاد سرهای توخالی در آن) است.

 

جوشکاری پتکه ای

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.

 

مقدمه:

در تاریخ زندگی انسان، سرانجام زمانی فرا رسید که نیاز به اتصال فلزات به هم، به صورت نیازی مهم، به ویژه برای فلزکاران عصر مفرغ و عصر آهن مطرح شد. در میان روش های اولیه ‏ای که برای حل این مشکل ابداع شد، می ‏توان به روش های زیر اشاره کرد: ریخته ‏گیری یک فلز روی فلز دیگر؛ قرار دادن دو فلز در کنار یکدیگر و ریختن فلز مذاب بین آن ها، تا سبب شود فلزات مورد نظر ذوب شوند و به هم بچسبند؛ گرم و گداخته کردن سرهای قطعاتی که باید به هم متصل شوند، قرار دادن آن ها روی هم و چکش کاری است.

 

روش اخیر که جوشکاری پتکه ‏ای نامیده می ‏شود، تا قرن نوزدهم که جوشکاری ذوبی ابداع شد، از همه روش ها متداولتر بود. در طی سال ها، فرایند جوشکاری ذوبی، از لحاظ تکنولوژی و تجهیزات، تحولات شگرفی یافته است. اکنون انواع مختلف فرایند های دستی، نیمه خودکار و کاملاً خودکار، از جمله فرایند هایی که در آن ها از روبات استفاده می ‏شود، رواج یافته است. در این فصل با همه این فرایند ها سر و کار نداریم، بلکه فقط جوشکاری پتکه ‏ای، جوش استیلن و برشکاری با شعله اکسی استیلن را شرح می ‏دهیم. در هر مورد به اطلاعات مربوط به مواد و تجهیزات، اصول و فنون مورد استفاده و مهارت های عملی اشاره می‏ کنیم.

 

جوشکاری پتکه ‏ای:

فن اتصال دو قطعه فلز، از طریق کوبیدن آن ها روی هم، یکی از قدیمی ترین فنون جوشکاری است. در صنعت از این روش هنوز برای اتصال قطعات آهن ورزیده، فولاد کم کربن و فولاد کربن متوسط استفاده می شود.

 

در کارگاه آموزشی، فرایند جوشکاری پتکه‏ای را به ترتیب زیر انجام دهید:

۱٫‏ سر قطعه ‏هایی را که می ‏خواهید به هم متصل کنید نشانه بزنید.

۲٫ سر قطعه ‏ها را در کوره گرم و گداخته کنید.

۳٫ سر گداخته قطعه ها را روی سندان چکش کاری کنید تا ضخیم شود. این فرایند را چاق سازی یا پهن سازی می نامند.

۴٫ سرهای چاق سازی شده را به صورت فارسی یا نیمانیم شکل دهید.

۵٫ سرهای فارسی شده را در کوره گرم کنید تا گداخته و مومسان شوند.

۶٫ آن ها را به سرعت از کوره درآورید و روی سندان قرار دهید، به طوری که یک سر روی سر دیگر قرار گیرد. برای نگه داشتن یکی از قطعه ها به وردست نیاز دارید.

۷٫ به محل اتصال تنکار بمالید.

۸٫ با استفاده از چکش سنگین یا پتک، قطعات را روی هم بکوبید تا یکپارچه شوند. شاید ناگزیر شوید عملیات گرمکاری و کوبش را چند دفعه تکرار کنید تا اتصال کامل شود. وقتی قطعات سرد شدند دیگر آن ها را چکش کاری نکنید تا ترک نخورند.

 

جوشکاری گازی:

جوشکاری ذوبی یکی از روش های اتصال دائمی قطعات فلزی است. این فرایند شامل ذوب کردن فلزات مبنا و ایجاد حوضچه مذاب، مخلوط کردن آن ها با هم و سرد کردن مخلوط است.

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

الف

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

ب

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

ج

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

د

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

ه

در این فرایند ممکن است از فشار نیز استفاده شود. وقتی پر کردن درز اتصال مورد نظر باشد می توان از فلز پرکن یا سیم جوش استفاده کرد. با ابداع فنون مدرن جوشکاری، استفاده از این فرایند در حوزه های متفاوتی مانند کشتی سازی، پل سازی، صنعت ساختمان، اتومبیل سازی، راه آهن، هواپیما سازی و حتی ساخت فضا پیماها رواج یافته است.

 

جوشکاری گازی یکی از فرایندهای جوشکاری ذوبی است. در این فرایند، شعله ای با دمای بالا برای ذوب کردن فلزات مبنا لازم است که در نتیجه سوختن مخلوطی از گاز اکسیژن و گازی سوختنی به نسبت های مختلف ،بسته به نوع شعله مورد نیاز ، تولید می شود.

جوشکاری پتکه ‏ای و جوش استیلن

فندک جوشکاری:

راه صحیح روشن کردن مشعل، استفاده از فندک جرقه زن یا فندک جوشکاری است. این فندک را می توان با یک دست به کار انداخت و در دست دیگر مشعل را نگه داشت. جرقه به وسیله سنگ فندک تعبیه شده در بازوی متحرک فندک، در نتیجه اصطکاک با صفحه زبر، ایجاد می شود.

 

عینک جوشکاری:

 

در هنگام جوشکاری، همواره باید عینک جوشکاری به چشم بزنید.

این عینک مانع رسیدن نور شدید شعله وحوضچه فلز مذاب به چشم

شما می شود و در برابر جرقه از چشمتان محافظت می کند.

قاب عینک جوشکاری از نوعی پلاستیک ساخته می شود که جرقه آن را نمی سوزاند. روی این قاب دو جفت شیشه نصب می شود. یک جفت شیشه بیرونی، که شیشه محافظ نام دارد و معمولاً شیشه شفاف با کیفیت اپتیکی است. این شیشه مانع آسیب دیدن شیشه داخلی می شود. هر گاه ترشحات فلز مذاب به این شیشه آسیب برساند، باید آن را تعویض کرد. اگر این کار انجام نشود، دید جوشکار کاهش می‏یابد. شیشه داخلی، که شیشه جوشکاری نام دارد معمولاً سبز رنگ است. شدت رنگ این شیشه ها متفاوت است و با شماره مشخص می شود.

 

جوشکاری

جوشکاری یک فرایند ذوبی است که سطوح دو قطعه را یکی می سازد و یک روش دقیق قابل اطمینان ، دارای صرفه اقتصادی و گرانبها برای اتصال قطعات می باشد . هیچ روش دیگری به وسیله تولید کنندگان و سازندگان قطعات به این وسعت و کارایی برای اتصال فلزات و الیاژهای آن ها با ایجاد ارزش افزوده استفاده نمی شود . اغلب اشیاء در جامعه مدرن امروزی مانند ساختمان ها و پل ها ، ماشین ها ، کامپیوتر و وسایل پزشکی بدون استفاده از جوشکاری قابل تولید نمی باشد .
در تهیه این تحلیل بیش از ۲۵ مدیر و متخصص از بخش های مختلف جامعه جوشکاری آمریکا در مؤسسه ملی استاندارد و تکنولوژی Gaithersburg مریلند در رابطه با آینده صنعت جوشکاری به بحث و تبادل نظر پرداختند . هدف از این گردهمایی، بررسی آینده صنعت جوش و نیاز های تولید و پخش در سال ۲۰۲۰ بود. این افراد یک چشم انداز بیست ساله برای صنعت شان و راهکار برای رسیدن به ان را ترسیم کرده اند که خلاصه ای از آن را یه پیوست می خوانید…

مسائل عمده ای که باید صنعت جوشکاری تا سال ۲۰۲۰ آن ها را حل کند :

- جوشکاری باید با چرخه تولید ادغام شود و اثرات موضعی را که سدی برای یک خط تولید هماهنگ در یک کارخانه هست را حل کند .

- آموزش جوشکاران و متخصصان جوش باید فراگیر و علمی باشد .

- محیط کاری جوشکاران باید جذاب تر باشد .

- تصویر به جای مانده از جوش به عنوان ضعیف ترین اتصال در چرخه تولید باید حذف شود .

- توسعه مواد جدید باید در رابطه با توسعه قابلیت جوشکاری ان ها باشد .

این تحلیل یک قدم اساسی برای آشنایی با نیاز های آینده این صنعت و ساختار اینده آن می باشد .

جوشکاری باید با کلیه فرایند های تولید بهتر ادغام شود

اگر جوشکاری به صورت بهتری با چرخه تولید ادغام شود می تواند به عنوان بسیار تأثیر گذار روی چرخه قیمت کیفیت و قابلیت اطمینان کالاهای تولیدی باشد . تعدادی راه وجود دارد که می تواند در این مورد به نقش جوشکاری در آینده کمک کند . استفاده از فناوری اطلاعات می تواند به توسعه کارخانه های تولیدی مجازی که در ان تکنولوژی طراحی ، ساخت و بازرسی در یک جا جمع شده اند و مشخص می شود که در کجا ها به جوشکاری نیاز داریم . یک تحقیق هوشمندانه روی کالا های اساسی و ارتباط بین صنعت جوش و مصرف کنندگان ان می تواند یک روش موثر برای بی رقیب کردن جوشکاری می باشد . به علاوه تقسیم کردن اطلاعات فرایند های جوشکاری با صنعت می تواند پیشرفت این صنعت را در صنایع تولیدی اطمینان بخشد .

نیروی انسانی بسیار مهم می باشد

مهندسانی که در زمیته جوشکاری فعالیت دارند در زمینه های کاری زیادی و به ندرت در جوشکاری اموزش دیده اند . کارگرانی که عملیات جوشکاری واقعی را انجام می دهند مهارت های خود را فقط از طریق کارشان و در بعضی موارد از طریق اموزش های سطحی جوشکاری بدست اورده اند .

با تصویر حال حاضر جوشکاری که فرایند های حال حاضر جوشکاری که هنوز اتوماتیک نشده اند ، درصد کارگرانی که می توانند عملیات جوشکاری را انجام دهند و در صنایع تولیدی کار می کنند رو به کاهش است . هر چند مطابق بقیه زمینه ها به افراد با استعداد نیاز مبرم وجود دارد و تولید کنندگان می خواهند افراد را در صنعت جوشکاری جذب کرده تا محصولات و قابلیت تولیدشان را بالا ببرند . صنعت در زمینه سرمایه گذاری افراد تحصیل کرده برای افرادی که به جوشکاری ، متالورژی و صنایع مربوطه علاقه مندند انجام داده است که هر گونه سرمایه گذاری در اموزش در کلیه سطوح بازدهی خیلی زیاد ان خواهد شد .

توسعه کیفیت و قابلیت اطمینان اتصالات جوش

این یک کار عملی است و صنعت باید یاد بگیرد چگونه یک جوش بدون عیب را ایجاد کند که به نتایج مطلوب طراحی دست یابد .

جوشکاری باید در ذهن صنعت از یک هنر به یک علم تبدیل شود

این یک ذهنیت است و چندین بار در این تحلیل درباره ان بحث خواهد شد . همچنین نیاز است که مهندسان ساخت و تولید در رابطه با استفاده و کنترل فرایند جوشکاری اموزش یابند تا نتایج کار ان ها بهتر شود .

مواد مهندسی آینده باید با قابلیت جوشکاری بهتری طراحی شود

برای انکه جوشکاری یک قسمت از فرایند تولید باشد این امر لازم است که مواد دارای قابلیت جوشکاری بهتری می باشد . همچنین ان ها باید با راندمان انرژی بهتر و بی خطر باشد . صنایع امریکا پیشرفت های تکنولوزی بیشتری که جوشکاری را در قسمتی از فرایند های تولید قرار دهد خواهد کرد .

افزایش رقابت در فروش محصولات

این امر هم اکنون شرکت های امریکایی را تحت فشار قرار داده است تا روش های تولید و پخش جدید مشتری ها ی زیادی را جذب کند فروشگاه های زیادی در حال توسعه برای بهره برداری از صنعت جوشکاری اگر این یک نیاز اجتماعی باشد هستند .

این تحلیل یک چشم انداز بیست ساله برای صنعت جوش تا سال ۲۰۲۰ می باشد . همچنین اولین قدم در این راستا با بخش انرژی اداره تکنولوژی صنعتی امریکا برای توسعه راندمان جوشکاری ، بهبود اثرات محیطی ، کیفیت و قابلیت تولید برداشته شده است . قدم بعدی ترسیم یک راه تکنولوژیکی برای صنایع برای رسیدن به این چشم انداز می باشد .

هدف های این چشم انداز بسیار جاه طلبانه هست و سد های زیادی برای برداشته شدن وجود دارد . ولی انتظار می رود با رسیدن به این اهداف صنعت جوش امریکا در قرن اینده می تواند جایگاه ویژه ای در جهان داشته باشد . این تحلیل یک پاسخ صنعتی به مباحثاتی است که در مورد اینده صنعت جوشکاری انجام می پذیرد .

هدف های استراتژیک

قیمت / نرخ تولید/ بازار فروش / کاربردها

انتخاب راهنمای فرایند بهتر و استفاده از اتوماسیون و رباتهای بیشتر در خط تولید و کاهش نرخ تولید قطعات خراب باعث کاهش قیمت جوشکاری تا یک سوم می شود و استفاده از جوشکاری را تا ۲۵ در صد افزایش می دهد .

تکنولوژی فرایند

افزایش ارتباط جوشکاری با دیگر فرایندهای ساخت و تولید سبب بالا رفتن استفاده از جوشکاری در ساخت و تولید شده است .

تکنولوژی مواد

گسترش تکنولوژی جوشکاری به همراه گسترش تکنولوژی علم مدرن سبب بوجود امدن روشهای ساخت عملی برای همه کاربردهای مهندسی شده است .

تکنولوژی کیفیت

با استفاده از مدل سازی و توسعه رویه ها و تکنولوژی تست های غیر مخرب اطمینان پیدا کنیم که جوشکاری به عنوان بخشی ازSix sigma quality باشد.

آموزش و تعلیم

بهبود یافتن دانش اولیه افرادی که ذر صنعت جوشکاری استخدام میشوند ، در هر مرتبه ای ، انها در تصمیم گیریهلیی که سبب انتخاب بهترین تکنولوژی برای هر کاربرد می شود ، توانا می سازد .

انرژی و محیط

کاهش مصرف انرژی تا ۵۰ درصد از طریق بهبود نرخ تولید با کاهش مقدار پیش گرم و پس گرم در فرایند و استفاده از فرایند های جوشکاری با گرمای ورودی کمتر و پرهیز از بیش از حد جوش دادن ، ممکن می باشد .

 

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:28 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 

Category Archives: اصـــــــــول ریـختـــــه گـــری روش ریخته گری دقیق Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply
مزایا و محدودیتها :الف: مهمترین مزایای روش ریخته گری دقیق عبارتند از : – تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده که توسط روشهای دیگر ریخته گری نمی توان تولید نمود توسط این فرایند امکان پذیر می شود. – مواد قالب و نیز تکنیک بالای این فرایند،‌- امکان تکرار تولید قطعات با دقت ابعادی وصافی سطح یکنواخت را میدهد. – این روش برای تولید کلیه فلزات و آلیاژهای ریختگی به کار می رود . همچنین امکان تولید قطعاتی از چند آلیاژ مختلف وجود دارد. – توسط این فرآیند امکان تولید قطعاتی با حداقل نیاز به عملایت ماشینکاری و تمام کاری وجود دارد. بنابراین محدودیت استفاده از آلیاژهای با قابلیت ماشینکاری بد از بین می رود. – در این روش امکان تولید قطعات با خصوصا متالورژیکی بهتر وجود دارد. – قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلاء وجود دارد. – خط جدایش قطعات حذف می شود و نتیجتا موجب حذف عیوبی می شود که در اثر وجود خط جدایش به وجود می آید.. –ب:مهمترین محدودیتهای روش ریخته گری دقیق عبارتنداز : – اندازه و وزن قطعات تولید شده توسط این روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن کمتر از ۵ کیلوگرم تولید می شود . – هزینه تجهیزات و ابزارها در این روش نسبت به سایر روشها بیشتر است. انواع روشهای ریخته گری دقیق : در این فرایند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد که عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر به طور کلی این دو روش درتهیه مدل با هم اختلاف ندارند بلکه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرایند قالبهای پوستهای سرامیکی پوسته ای سرامیکی درریخته گری دقیق: برای تولید قعطات ریختگی فولادی ساده کربنی ، فولادهای آلیاژی ،‌فولاد های زنگ نزن، مقاومت به حرارت ودیگر آلیاژهایی با نقطعه ذوب بالای این روش به کار می رود به طور شماتیک روش تهیه قالب را در این فرآیند نشان می دهند که به ترتیب عبارتند از :الف : تهیه مدلها : مدلهای مومی یا پلاستیکی توسط ورشهای مخصوص تهیه میشوند.ب : مونتاژ مدلها : پس از تهیه مدلهای مومی یا پلاستیک معمولا تعدادی از آنها ( این تعداد بستگی به شکل و اندازه دارد) حول یک راهگاه به صورت خوشه ای مونتاژ می شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای مختلف وجود دارند که سه روش معمولتر است و عبارتند از :روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده می شود و سپس به محل تعیین شده چسبانده می شود .روش دوم: این روش که به جوشکاری مومی معروف است بدین ترتیب است که محلهای اتصال ذوب شده به هم متصل می گردند .روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص است که محل اتصال توسط جسبهای مخصوص موم یا پلاستیکی به هم چسبانده می شود. روش اتصال مدلهای پلاستیکی نیز شبیه به مدلهای مومی می باشد..ج : مدل خوشه ای و ضمائم آن در داخل دو غاب سرامیکی فرو برده می شود. درنتیجه یک لایه دو غاب سرامیکی روی مدل را می پوشاندد:در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ذرات ماسه نسوز قرار میگیرد.‌تایک لایه نازک درسطح آن تشکیل شود .ه: پوسته سرامیکی ایجاده شده در مرحله قبل کاملاخشک می شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا برای جند بار تکرار می شود . تعداد دفعات این تکرار بستگی به ضخامت پوسته قالب مورد نیاز دارد. معمولا مراحل اولیه از دوغابهایی که از پودرهای نرم تهیه شده ،‌استفاده شده و بتدریج می توان از دو غاب و نیز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح قطعه ریختگی بستگی به ذرات دو غاب اولیه و نیز ماسه نسوز اولیه دارد.ز: مدول مومی یا پلاستیکی توسط ذوب یا سوزانده از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات موم زدایی می گویند . درعملیات موزدایی بایستی توجه نمود که انبساط موم سبب تنش وترک در قالب نشودح: در قالبهای تولید شده عملیات بار ریزی مذاب انجام می شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سرامیکی شکسته میشود.ی: در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق:نوعی سیلیس به دلیل انبساطی حرارتی کم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد.این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی و آلیاژهای کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. زیر کنیم شاید بیشترین کاربرد را به عنوان نسوز در فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین کیفیت را در سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجه حرارتهای بالا پایدار بوده و نسبت به خوردیگ توسط مذاب مقاوم است. آلومین به دلیل مقاومت کم در برابر شوک حرارتی کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. به هر حال در برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ۱۷۶۰ مورد استفاده قرار می گیرد.چسبها :‌مواد نسوز به وسیله چسبها به یکدیگر می چسبد این چسبها معمولا شیمیایی می باشند سلیکات اتیل ،‌سیلیکات سدیم و سیلیس کلوئیدی . سیلیکات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار خوب میشوند. سیلیس کلوئیدی نیز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالی می شود.اجزای دیگر: یک ترکیب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد دیگری است که هر کدام به منظور خاصی استفاده می شود.این مواد به این شرح است : – مواد کنترل کننده ویسکوزیته – مواد ترکننده جهت کنترل سیالیت دو غاب و قابلیت مرطوب سازی مدل – مواد ضد کف جهت خارج کردن حبابهای هوا – مواد ژلاتینی جهت کنترل در خشک شدن و تقلیل ترکها فرایند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق: شکل به طول شماتیک مراحل تهیه قالب به روش توپر را نشان می دهد که عبارتند از :الف : تهیه مدلهای ذوب شوندهب :‌مونتاژ مدلها : این عملیات درقسمتج: توضیح داده شده ح: مدلهای خوشه ای و ضمائم آن درداخل درجه ای قرار میگیرد و دوغاب سرامیکی اطراف آن ریخته میشودتا درجه با دو غاب دیرگداز پر شود. به این دو غاب دو غاب پشت بند نیز گفته میشود . این دو غاب در هوا سخت می شود و بدین ترتیب قالب به اصطلاح توپر تهیه می شودد: عملیات بار ریزی انجام میشوده : قالب سرامیکی پس ازانجماد مذاب شکسته می شودو: قطعات از راهگاه جدا می شوند شکل دادن به روش ریخته گری دو غابی مقدمه این طریقه شبیه کار فیلتر پرس است ، به این معنا که مقدار آب به مواد اولیه اضافه شده تا حالت دو غابی به خود بگیرد. باید خارج شود ،به این دلیل برای ساختن اشیا روش کندی است . به طور کلی این روش موقعی مورد استفاده قرار میگیرد که شکل دادن به روشهای اقتصادی تر غیر ممکن باشد. ازطرف دیگر مواقعی از این روش اسفتاده می کنند که تعدااد زیادی از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتری بارز این روش در تولید قطعات پیچیده است . دوغاب،‌داخل قالبهای گچی متخلخل که شکل مورد نظر را دارد، ریخته می شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر این عمل یک لایه از مواد دو غاب به دیواره قالب بسته می شود و شکل داخل قالب را به خود می گیرد.دو غاب در داخلی قالب باقی می ماند تا زمانی که لایه ضخامت مورد نظر را پیدا کند. اگر ریخته گری تو خالی نباشد ،‌نیازی به تخلیه دو غاب نیست ، ولی برای قطعاتی که توخالی باشند، قالب برگدانده میشود . دو غاب اضافی که روی سطح قالب قرار دارد،‌به وسیله کرادکی تراشیده می شود . سپس لایه اضافی با کمک چاقو در ناحیه ذخیره برداشته می شود . جدارة تشکیل دشه که همان قطعه نهایی موردنظر است، درقالب باقی می ماند تا زمانی که کمی منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس می توان آن را از قالب در آورد . بعد از اینکه قطعه مورد نظر خشک شد،‌کلیه خطوط اضافی که دراثر قالب روی آن ایجاد شده است، با چاقو زده و یا به وسیله اسفنج تمیز می شود در این مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافی دو غاب حین ریخته گری خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پایین می آید. به این دلیل معمولا یک حلقه بالای قالب تعبیه می شود تا دو غاب را بالای قعطه مورد نظر نگه دارد. این حلقه ممکن است از گچ و یا از لاستیک ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نیز دو غاب به جدا بسه شده و با کمک چاقو تراشیده میشود. وقتی که جسم داخل قالب گچی کمی خشک شد،‌اسفنجی نمدار دور آن کشیده می شود تا سطحی صاف به دست آید . این روش که در بالا به ان اشاره شد ، برای ریخته گری اجسامی است که داخل آنها خالی است . مانند گلدان، زیر سیگاری ، و غیره … اما طریقه ای هم هست که برای ساختن اجسام توپر به کار می رود ، به این تریتب که دو غاب داخل قالب می ماند تا اینکه تمام آن سف شود. برای ساختن اشیایی که شکل پیچیده دارند ، ممکن است قالب گچی ازچندین قعطه ساخته شود تا بتوانیم جسم داخل آن را از قالب خارج کنیم ، هر قطعه قالب شامل جای خالی است که قعطه قالب دیگر در آن جا می گیرد. (‌نروماده ) اگر قالب دارای قطعات زیادباشد،‌لازم است در حین ریخته گری خوب به هم چسبد این کار را می توان به وسیله نوار لاستیک که محکم به دور آن می بندیم انجام دهیم . هنگام در اوردن جسم از قالب باید این نوار لاستیکی را باز کرده و برداریم. غلظت مواد ریخته گری باید به اندازه کافی باشد که باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادی که شامل مقدار زیادی خاک رس هستند،‌غلظت آنها به قدری کم خواهد شد که ریخته گری آنها مشکل شده و معایبی هم در حین ریخته گری ایجادمی شود. برای اینکه دو غاب را به اندازه کافی روان کنیم . مواد روانسازی به دو غاب اضافه می شود.ریخته گری دو غابی تجهیزات مورد نیاز: مواد مورد نیاز – مواد اولیه – آب – روانساز( سودا و سیلیکات سدیم یا آب شیشه ) ابزار مورد نیاز – همزان الکتریکی – ترازو ( با دقت ۱/۰و۰۱/۰ گرم) – پارچ دردار – قالب گچی مورد نیاز ( قالب قوری – لوله و قالب هاون آزمایشگاهی – دسته هاون آزمایشگاهی – دسته هاون ) – ویسکوزیته متر ریزشی با بروکفید – لاستیک نواری – میز کار آماده سازی دو غاب توزین و اختلاط مواد اولیه :‌در تولید فرآورده های سرامیکی ،‌عمل توزین مواد اولیه به طور کلی می تواند به دو روش انجام شود. (‌توزین به روش خشک ) (‌توزین به روش تر )‌در مرحله تهیه و آماده سازی بدنه ،‌روش توزین عامل بسیار مهم و تعیین کننده ای است.توزین درحالت خشک : در این روش ،‌عمل توزین هنگامی صورت می گیرد که مواد اولیه به صورت خشک و یا تقریبا خشک باشند و هنوز تبدیل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزین ،‌حتما باید آب موجود درمواد اولیه و به طور عمده در مواد پلاستیک (‌که از محیط اطراف جذب شده و یا در معدن در اثر ریزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )‌منظور شود . البته باید توجه داشت که تعیین دقیق مقدار رطوبت موجود در مواد اولیه،عملا غیر ممکن است و این موضوع ، یعنی عدم دقت ، نقص بزرگ توزین به روش خشک است . در عمل از تک تک مواد اولیه نمونه برداری کنید ،‌و بعد از توزین آن را در خشک کن آزمایشگاهی در دمای ( ) قرار دهید بعد از ۲۴ ساعت نمونه را دوباهر توزین کنید . اختلاف وزن نسبت به وزن اولیه را محاسبه کنید تا درصد رطوبت خاک مشخص شود . بعد از تعیین درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزین نهایی مواد اولیه منظور کنید . توزین در حالت تر: در این روش،‌عمل توزین بعد از تبدیل هر یک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود. بدیهی است که هریک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود . بدیهی است که در روش خشک گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نیاز این روش به چاله های ذخیره سازی که فضای بیشتری با سرماهی گذاری اولیه بالاتری را می طلبد ،‌کمتر استقبال می شود. در مورد توزین به روش تر ،‌حتما این روش مطرح خواهد شد که چگونه می توان به مقدار مواد خشک موجود در دو غاب هر یک از مواد اولیه پی برد. در عمل برای تعیین مقدار مواد خشک موجود درغابها از رابطه برونینارت استفاده می شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب از دو غاب (‌گرم ) P= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب = وزن مخصوص ( دانسیته ) دو غاب درعمل با توزین حجم مشخصی از دو غابها،‌می توان به وزن مخصوص یا دانسیته آنها پی برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشک باید اشاره شود که به طور معمول این مقدار حدود ۵/۲ تا۶/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب است. بنابرانی اگر با تقریب ،‌وزن مخصوص را ۵/۲ اختیار کنید ، مقدار کسری برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اکثر موارد،‌دانسیته دو غابها است .الک کردن : عمل توزین مواد اولیه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشک ،‌ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه های اختلاط نباید از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعیین ابعاد ذرات موجود در دو غاب،‌قسسمتی از اعمال روزمره آزمایشگاهها ی خطوط تولید است و این عمل در پایان نمونه برداری در حین سایش انجام گیرد و سپس تخلیه انجام می گیرد. در هر صورت ،‌انتخاب دانه بندی مناسب بستگی به فاکتور های ذیل دارد: – نوع بدنه ( چینی ظروف- چینی بهداشتی ،- نوز) – نوع مواد اولیه و درصد انها (‌- بالکی) – خواص ریخته گری ( تیکسوتراپی ،‌- سرعت ریخته گری) – جذب آب – عمل الک کردن برای جداسازی ذرات درشت و کنترل خواص دوغاب بسیار ضروری است. زیرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده ای بر پروسس ریخته گری ،‌- خواص دو غاب ،‌- خواص حین پخت و خواص محصول نهایی دارد. ثانیا ،- کنترل دانه بندی برای خواص دو غاب شدیدا تحت تاثیر دانه بندی بوده و نباید از حد متعارفی کمتر باشد . انتخاب و شماره الک توسط استاد کار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصیهای گسترده در مواد اولیه نظیر موادآلی ،‌ریشه درختان ،‌کرک و پشم که به منظور افزایش استحکام خام به بعضی از مواد اولیه زده می شود ،‌غالبا چشمه های الک زود کورمی شود و ادامه عمل الک کردن را با مشکل مواجه می کند. لذا غالبا الکهارا چند طبقه منظور کرده و طبقات نیز از مش کوچک به مش بزرگ از بالا به پایین قرار می گیرند تا دانه های درشت تر بالاو دانه های کمتری روی الک زیرین که دارای چشمه های ریزتری است ،‌قرار گیرد .آهن گیری: می دانید که اهن با ظرفیتهای مختلف در مواد اولیه یا بدنه های خام وجود دارد، در مجموع چهار شکل متفاوت آهن وجود دارد. – به صورت یک کاتیون در داخل شبکه بلوری مواد اولیه – به صورت کانیهای مختلف که به عنوان ناخالصیهای طبیعی با مواد اولیه مخلوط می شوند . – به صورت ناخالصیهای مصنوعی که در اثر سایش صفحات خرد کننده سنگ شکنها و آسیابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخیر آهن به صورت فلزی یا آزاد وجود دارد. لذا در این حالت توانایی می توان عمل اهن گیری را انجام داد. – به صورت ترکیبات دو وسه ظرفیتی آهن که در اثر زنگ زدگی خطوط انتقال دو غاب ،‌- وارد دوغاب میشوند.در تولید فرآورده های ظریف برای تخلیص دو غاب از ذرات آهن موجود ،‌- از دستگاههای آهنر یا مگنت دستی استفاده می شود . دستگاههای آهنربا اگر چه عامل بسیار موثری در حذف آهن و تخلیص دو غاب هستند،‌- ولی ماسفانه باید توجه داشت که این دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوی آهن نیستند . در بین کانیهای مهم آهن، کانیهای مگنیت سیدریت ‌و هماتیت  به ترتیب دارای بیشترین خاصیت مغناطیسی هستند و بنابراین ،‌به وسیله دستگاههای آهنربا جذب می شوند . در کانیهای لیمونیت مارکاسیت و پیریت  خاصیت مغناطیسی به ترتیب کاهش یافته و به همین دلیل در عمل ، احتمال جدا سازی این کانیها به وسیله دستگاههای آهنربا بسیار کم است . در مورد آهن فلزی بدیهی است که دستگاههای آهنربا به راحتی قادر به جذب آنها هستند. تنظیم خواص رئولوژیکی بعد از اینکه دو غاب الک و آهنگیری شد، دو غاب رابه چاله ذخیره یا به ظرف مخصوص انتقال می دهیم . در حالی که همزن الکتریکی با دور کم در حال هم زدن آرام دو غاب است ، از چاله نمونه برداری کرده و آزمونهای زیر را اعمال می کنیم تا فرم پیوست تکمیل شود. همان طوریکه در فرم ملاحظه می شود ،شامل مراحل زیر است :‌اولین مرحله تنظیم دانسیته دوغاب است . بدین معنا که سرعت ریخته گری یا مدت زمانی که لازم است دو غاب در قالب گچی بماند و به ضخامت مورد نظر برسد، تنظیم شود . بدین منظور در ابتدا قالب گچی مناسب را که دارای عمر مشخص و درصد آب به گچ ثابت و معینی است آماده می کنیم و یا اینکه می توانیم از یک مدل مشخص در خط تولید استفاده کنیم بعد از بستن قطعات قالب، آنها را با کمک یک نوار پهن لاستیکی نظیر تیوپ دوچرخه یا لاستیکی که از تیوپ ماشین معمولی بریده شده است ، کاملا در کنار هم جذب و محکم کنید . دو غاب حاصل را به داخل قالب گچی بریزید . و بعد از مدت زمان مشخصی ،‌در نتیجه واکنشهای متقابل بین دو غالب وقالب گچی ،‌لایه ای درمحل تماس دو غاب و قالب ایجاد می شود .‌واضح است که قطر لایه ایجاد شده بستگی به زمان توقف دو غالب در قالب دارد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر ، دو غاب اضافی موجود قالب تخلیه می شود . این زمان به طور عمده بستگی به قطر فراورده مورد نظر وسرعت ریخته گری دو غاب دارد . باید توجه داشت که تراکم قالب گچی نیز عامل موثری در زمان ریخته گری است . ولی برای ایجاد زمینه ای در ذهن دانش آموزان باید اشاره شود که با توجه به کلیه عوامل موثر زمان ریخته گری به عنوان مثال برای فرآورده ها بهداشتی به قطر حدود ۱۰ یا ۱۱میلیمتر،‌معمولا حدود تا ۲ ساعت ،‌برای ظروف غذا خوری از جنس ارتن و ریا پرسلان با قطر۲ تا ۳ میلیمتر ، حدود ۱۵ تا ۲۵ دقیقه و برای چینی استخوانی به همین قطر حدود ۲ تا ۵ دقیقه است .سپس قالب و فرآورده شکل یافته در آن برای مدتی به حال خود گذاشته می شود تا لایه ایجاد شده ،‌تا حدودی خشک و در نتیجه کوچکتر شود .(‌دراثر انقباض تر به خشک ) بعد از این مرحله قطعه شکل یافته به راحتی از قالب جدا شده و می توان آ نرا از داخل قالب گچی خارج کرد درهنگام تشکیل لایه در محل تماس قالب و دوغاب،‌حجم دو غاب موجود در غاب به مرور کمتر وکمتر می شود . به همین دلیل لازم است که مجددا مقادیری دو غاب به داخل قالب گچی ریخته شود. با توجه به اینکه انجام این عمل نیازمند نیروی انسانی بیشتر و نیز مراقیت دایم است، در عمل قطعه ای در دهانه قالب گچی تعبیه شده که اصطلاحا به آن ((‌حلقه ۴۵)) گفته می شود. این حلقه باعث ایجاد ستونی از دو غاب برفراز قطعه ساخته شده می شود. در نتیجه با کاهش حجم دو غاب موجود در قالب ،‌نیازی به اضافه کردن مجدد دو غاب نیست. در بعضی موارد به جای تعبیه حلقه از قیف استفاده می شود . حلقه ها می توانند از جنس لاستیک و یا گچ باشند. در صورتی که حلقه ها از جنس گچ باشند، در سطح داخلی حلقه ،‌در محل تماس دو غاب با گچ نیز لایه ای ایجاد میشود . این لایه اضافی و نیز دیگر قسمتهای اضافی ( به عنوان مثال اضافات ایجاد شده در محل درز قالبها)‌در مرحله پرداخت بریده و جدا می شوند . قالبهای گچی به ندرت یک تکه هستند. بدین معنی که معمولا فراورده ها در قالبهای چند تکه شکل می یابند. از طرف دیگر در مورد بعضی از شکلهای پیچیده لازم است مدل اصلی به چند قعطه مختلف تجزیه شده و هر یک از قسمتها جداگانه شکل بگیرند . سپس، بعد از خروج از قالبها به یکدیگر متصل شوند. به عنوان مثال ، در مورد ظروف خانگی دسته فنجانها و یا لوله قوریها به صورت مجزا شکل یافته و پس از خروج از قالب، به بدنه اصلی چسبانده می شوند . مرحله چسباندن قطعات در شکل دادن فراورده ها دارای اهمیت زیاد است . درشکل دادن به روش ریخته گری به صورت کاملا ساده نشان داده شده است . تعیین زمان ریخته گری دو غابی وسایل مورد نیاز مواد اولیه مورد نیاز تعداد پنج عدد قالب گچی دو غاب تنظیم شده لیوانی کولیس یا ریز سنج کاغذ میلیمتری سیم یا فنر برای برش دادن خط کش کرنومتر مدت زمانی که دو غاب در داخل قالب باقی می ماند ، در قطر لایه ایجاد شده ویا به عبارت دیگر در ضخامت بدنه خام ، تاثیر بسیار زیادی دارد. بدنی معنی که چنانچه دو غاب اضافی همچنان در قالب باقی مانده و تخلیه نشود و اصطلاحا (( زمان بیشتر به دو غاب داده شود ))‌،‌قطر لایه ایجاد شده افزایش خواهدیافت . باید توجه داشت که با گذشت زمان ،‌سرعت تشکیل ثابت نبوده و به مرورکند تر می شود . چرا که در این شرایط ،‌خود لایه ایجاد شده به صورت سدی در ماقابل نفوذ آب به داخل گچ ،‌عمل می کند. همچنانکه مشاهده می شود ، این عامل که اصطلاح (( ریخته گری)) به آن اتلاق می شود، عامل مهمی درتعیین قطر بدنه خام (‌ودر نتیجه دیگر خصوصیات بدنه ) و نیز سرعت تولید است . به همین دلیل ،‌یکی از مهمترین خواص دوغابها مقدار ( سرعت ریخته گری) آنها است. به طور مشخص ،‌سرعت ریخته گری عبارت است از ضخامت ایجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در ان کلا عبارتند از : فشار، درجه حرارت ،‌وزن مخصوص دو غاب و بالاخره مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبورآب . دو عامل اخیر وبخصوص آخرین عامل ، مهمترین مواردی هستندکه عملادرصنعت مورد توجه قرار می گیرند . مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب ، خود به عوامل دیگری بستگی دارد که به طور خلاصه عبارتند از:نوع و یا دانه بندی مواد و نیز چگونگی و یا شدت روان شدگی ( به عبارت دیگر تجمع و یاتفرق ذرات )ضمنا باید توجه داشت که در سرعت ریخته گری ،‌عوامل خارجی دیگری که ربطی به خواص دو غاب ندارند نیز موثر هستند. مانند تراکم و یا تخلخل قالب گچی و درصد رطوبت موجود در آن.ضخامت لایه ایجاد شده رابطه مستقیم با جذر زمان ریخته گری دارد. بنابراین ،‌بین زمان و ضخامت لایه رابطه زیر بر قرار خواهد بود: ویا در رابطه فوق ، ۱ضخامت لایه ایجاد شده ( به میلی متر )‌و t زمان (‌به دقیقه)‌وk ضریب ثابت است . به همین دلیل سرعت ریخته گری معمولا به صورت بیان می شود . رابطه فوق بدین معنی است که به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده ای به ضخامت یک میلیمتر ،‌چهاردقیقه زمان احتیاج داشته باشد، ساخت فراورده دیگر به ضخامت ۲ میلیمتر در همان شرایط به شانزده دقیقه زمان نیاز دارد. با این توضیحات ، برای تعیین سرعت ریخته گری و در کنار آن زمان ریخته گری، به صورت زیر عمل کنید: نخست روی قالبهای گچی به ترتیب شماره یک تا پنج بزنید ، سپس دو غاب را به ترتیب در اولین قالب ریخته و بلافاصله کرنومتر را بزنید .بلافاصله قالب گچی دیگر و درنهایت پنجمین قالب گچی را از دو غاب پرکنید. بعد از یک دقیقه اولین قالب را و بعد بترتیب زیرا قالبهای دیگر را تخلیه کنید : بعد از اینکه آخرین قطرات دو غاب از چکه کردن باز ایستاد ،‌قالب را به حال خود بگذارید و بعد از زمان مشخصی که جداره تشکیل شده در اثر انقباض از قالب جدا شد، آن را از قالب بیرون آورد. با ریز سنج یا با کمک کولیس اندازه گیری کنید.سپس با کمک کاغذ میلیمتر و با انتخاب دو محور xوy به ترتیبx را به عنوان زمان و y را به عنوان ضخامت با کمک نقطعه یابی رسم کنید. در این حالت با رسم ۱ بر حسب خواهید توانست ضریب خط را بدست آورید که همان سرعت ریخته گری است . و از انجا می تونید به راحتی هر ضخامتی را که می خواهید ، تعیین و زمان آن را محاسبه کنید. مثلا اگر سرعت ریخته گری ۵/۰ باشد،یعنی ( میلیمتر مربع بر دقیقه) برای داشتن بدنه ای به ضخامت ۸/۰ سانتیمتر به صورت زیر محاسبه می کنیم . دقیقه َ ۲٫۸ = ۶۰ ÷ ۱۲۸ یعنی باید ۲ ساعت و ۸ دقیقه زمان بدهید تا جداره مورد نظر تشکیل شود.یکی از عوامل موثر درسرعت ریخته گری ، وزن مخصوص دو غاب و یا به عبارت دیگر نسبت بین مواد جامد و آب است . علاوه بر این مورد افزایش مقار اب در دو غاب ریخته گری باعث اشباع سریعتر قالبها می شود که به نوبه خود خشک کردن کامل قالبها باعث فرسودگی سریعتر آنها و نهایتا کاهش بازدهی قالبهامی شود . وزن مخصوص دو غابهای ریخته گری باید حتی المقدور بالا باشد. علت اساسی استفاده از روان کننده ها در دوغابهای ریخته گری ،‌همین مورد است . چرا که بدون استفاده از روان کننده ها تهیه دو غابهایی با وزن مخصوص بالا ، تقریباً غیر ممکن است . به همین دلیل یکی از خواص مخصوص آنها است . در تولید فرآورده های سرامیک ظریف به طور معمول وزن مخصوص دو غاب ریخته گری بین ۵/۱ تا است. یکی دیگر از خصوصیات بسیار مهم در دو غابهای ریتخه گری و یسکوزیته آنهاست .ویکسوزیته یک دو غاب علی رغم وزن مخصوص بسیار بالای آن باید درحدی باشد که درمقیاس صنعتی ، دوغاب به راحتی از الکها و یا خطوط لوله عبور کند و درعین حال بتواند تمامی زوایاو گوشه های قالب را پرکند. مساله مهم درارتباط بین وزن مخصوص ویسکوزیته و روان کننده این موضوع است که اگر چه تغییرات وزن مخصوص ویا به عبارت دیگر مقدار آب و نیز تغییرات مقدار روان کننده در ویسکوزیته موثر هستند. ولی تغییرات مقدار روان کننده در مقدار وزن مخصوص بیتایر است ودر نتیجه در خطوط تولید کارخانه ها ،‌با اندازه گیری و یسکوزیته و وزن مخصوص در بسیاری موارد می توان به تغییرات مقدار روان کننده پی برد. علاوه برسرعت ریخته گری ،‌وزن مخصوص و ویسکوزیته عامل دیگری نیز دردو غاب بدنه خام اهمیت دارد و آن تیکسو تروپی است ؛ خاصیت تیکسوتر را به طور خلاصه می توان به صورت ‍«افزایش ویسکوزیته دو غاب دراثر سکون و رکود و کاهش ویسکوزیته دراثر هم خوردن» تعریف کرد. دو غابی که دارای تیکسوتر و پی زیادی است بلافاصله بعد از هم خوردن ممکن است دارای روانی مناسبی باشد. ولی بعد از مدتی سکون ، ویسکوزیته آن به شدت افزایش می یابد. افزایش ویسکوزیته در اثر خاصیت تیکسوتروپی، گاه به حدی است که چنانچه ظرف حاوی دو غاب بعد از مدتی سکون ،‌وارونه شود، دو غاب داخل آن از ظرف خارج نمی شود. در دو غابهای ریخته گری به طور معمول مقادیر کمی تیکسوتروپی مطلوب است. چراکه تیکسوتروپی باعث افزایش سرعت ریخته گری شده و درعین حال استحکام و ثبات خاصی را در قطعه ریخته گری شده ایجاد می کند.( باید دقت شود که منظور ، ایجاد استحکام و در حالت پلاستیک است ( درصورتی که استحکام خشک مد نظر باشد، خلاف این موضوع صحیح است . بدین معنی است که رسهای روان شده به دلیل تراکم بیشتر دارای استحکام خشک بسیار بیشتری هستند. استحکام خشک زیادتر فرآروده هایی که به روش ریخته گری شکل می یابند نیز به همین دلیل است ). از طرف دیگر وجود مقدار زیادی تیکسوتروپی دردوغاب نیز باعث بروز اشکالاتی می شود؛ تیکسوتروپی زیاد در دو غاب باعث سست شدن فراورده ریختهگری می شود ،‌به نحوی که چنین فرآورده هایی را می توان به راحتی تغییر شکل داده و با تکان دادن ممکن است مجددا به دو غاب تبدیل شوند. به عنوان یک قانون کلی ، روان کننده ها نه تنها باعث کاهش ویکسوزیته می شوند، بلکه تیکسوتروپی رانیز کاهش می دهند. بنابراین ،‌مقدار مصرف روان کننده باید به نحوی تنظیم شود که با ایجاد بیشترین مقدار روانی ، مقادیر کمی تیکسوتروپی در دو غاب ایجاد شود. دلیل استفاده مشترک از سلیکات و کربنات سدیم به عنوان روان کننده همین مورد است. سیلیکات سدیم اگر چه باعث روانی دو غاب می شود. ولی تیکسوتروپی ار ینز به طور کامل از بین می برد . در حالی که کربنات سدیم درعین حال که باعث کاهش ویسکوزیته می شود، مقادیر کمی تیکسوتروپی در دو غاب باقی میگذارد. استفاده توام از این دو روان کننده باعث ایجاد بیشترین حد روانی و در عین حال وجود مقدار کمی تیکسوتروپی در دو غاب می شود.روشهای ساخت ماهیچه های سرامیکی: ماهیچه های سرامیکی به خاطر دقت ابعادی بالا در ریخته گری قطعات دقیق به کاربرده می شوند. این ماهیچه ها به دو روش دو غابی و فشاری ساخته می شوند که از نظر نوع نسوز یکسان بوده ولی چسبهای آنها با هم تفاوت دارد. دو روش ساخت ماهیچه ها در ذیل به اختصار شرح داده می شود:الف ) ماهیچه های ساخت سرامیک به روش دو غابی در این روش یک مدول مومی به شکل ماهیچه موردنظر ( با احتساب انقباضات موم و مواد سرامیکی پس از خشک شدن) ساخه می شوند. پس این مدل مومی را در داخل یک قالب می گذاریم به طوریکه یک قسمت از مدل جهت خروج موم و وارد کردن دو غاب سرامیک به آن درنظر گرفته شود. پس دو غاب گچی آماده شده را در درون قالب حاوی مدل مومی می ریزیم و پس ازسفت شدن دو غاب گچ آنرا از قالب خارج کرده و در خشک کن قرار می دهیم پس از خشک شدن قالب گچی مدل مومی را ذوب کرده و از قالب گچی خارج می نماییم. دو غاب سرامیکی تهیه شده به نسبت ۷۰% پودر نسوز و ۳۰% آب را درون قالب گچی تهیه شده می ریزیم و پس ازخشک شدن مواد سرامیکی قالب گچی را شکسته و ماهیچه سرامیکی شکل گرفته را خارج می نماییم . این ماهیچه را پس از خشک کردن در دمایی حدود۹۵۰ درجه سانتی گراد پخت می کنیم. ماهیچه تهیه شده پس از پخت کامل و خنک شدن آماده استفاده می باشد. قابل ذکر است که چسبهای مورد استفاده دراین روش از نوع سیلیکاتها می باشد ونسوز مصرفی دارای عدد ریز دانگی ۲۰۰یا۳۲۵ مش است.بـ )ساخت ماهیچه های سرامیکی به روش فشاری: در این روش پودر نسوز مورداستفاده که ازنوع زیرکنی یا آلومینیایی یا آلومیناسیلیکاتی می باشد را با رزین مخصوص(موم و..)‌مخلوط کرده و به صورت خمیر در می آوریم خمیر تهیه شده ار در درون قالب ماهیچه که عمدتااز جنس فلز می باشدبه روش فشاری تزریق می کنیم . ماهیچه تهیه شده را حرارت داده تا به آرامی موم آن خارج گردد. سپس این ماهیچه رادر دمای ۹۵۰ درجه سانتیگراد تحت عملیات نهایی پخت قرار می دهیم. پس ازپخت کامل ماهیچه و خنک نمودن آن تا دمای محیط ماهیچه مذکور مورد استفاده قرار می گیرد.  Posted in اصـــــــــول ریـختـــــه گـــری | Tagged روش ریخته گری دقیق | Leave a reply ریخته گری در غالب دوغابی Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply   مزایا و محدودیتهاالف: مهمترین مزایای روش ریخته گری دقیق عبارتند از : – تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده که توسط روشهای دیگر ریخته گری نمی توان تولید نمود توسط این فرایند امکان پذیر می شود. – مواد قالب و نیز تکنیک بالای این فرایند،‌- امکان تکرار تولید قطعات با دقت ابعادی وصافی سطح یکنواخت را میدهد. – این روش برای تولید کلیه فلزات و آلیاژهای ریختگی به کار می رود . همچنین امکان تولید قطعاتی از چند آلیاژ مختلف وجود دارد. – توسط این فرآیند امکان تولید قطعاتی با حداقل نیاز به عملایت ماشینکاری و تمام کاری وجود دارد. بنابراین محدودیت استفاده از آلیاژهای با قابلیت ماشینکاری بد از بین می رود. – در این روش امکان تولید قطعات با خصوصا متالورژیکی بهتر وجود دارد. – قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلاء وجود دارد. – خط جدایش قطعات حذف می شود و نتیجتا موجب حذف عیوبی می شود که در اثر وجود خط جدایش به وجود می آید.. –ب:مهمترین محدودیتهای روش ریخته گری دقیق عبارتنداز : – اندازه و وزن قطعات تولید شده توسط این روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن کمتر از ۵ کیلوگرم تولید می شود . – هزینه تجهیزات و ابزارها در این روش نسبت به سایر روشها بیشتر است.انواع روشهای ریخته گری دقیق: در این فرایند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد که عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر به طور کلی این دو روش درتهیه مدل با هم اختلاف ندارند بلکه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرایند قالبهای پوستهای سرامیکی پوسته ای سرامیکی درریخته گری دقیق: برای تولید قعطات ریختگی فولادی ساده کربنی ، فولادهای آلیاژی ،‌فولاد های زنگ نزن، مقاومت به حرارت ودیگر آلیاژهایی با نقطعه ذوب بالای این روش به کار می رود به طور شماتیک روش تهیه قالب را در این فرآیند نشان می دهند که به ترتیب عبارتند از :الف : تهیه مدلها : مدلهای مومی یا پلاستیکی توسط ورشهای مخصوص تهیه میشوند.ب : مونتاژ مدلها : پس از تهیه مدلهای مومی یا پلاستیک معمولا تعدادی از آنها ( این تعداد بستگی به شکل و اندازه دارد) حول یک راهگاه به صورت خوشه ای مونتاژ می شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای مختلف وجود دارند که سه روش معمولتر است و عبارتند از :روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده می شود و سپس به محل تعیین شده چسبانده می شود .روش دوم: این روش که به جوشکاری مومی معروف است بدین ترتیب است که محلهای اتصال ذوب شده به هم متصل می گردند .روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص است که محل اتصال توسط جسبهای مخصوص موم یا پلاستیکی به هم چسبانده می شود. روش اتصال مدلهای پلاستیکی نیز شبیه به مدلهای مومی می باشد..ج : مدل خوشه ای و ضمائم آن در داخل دو غاب سرامیکی فرو برده می شود. درنتیجه یک لایه دو غاب سرامیکی روی مدل را می پوشاندد:در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ذرات ماسه نسوز قرار میگیرد.‌تایک لایه نازک درسطح آن تشکیل شود .ه: پوسته سرامیکی ایجاده شده در مرحله قبل کاملاخشک می شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا برای جند بار تکرار می شود . تعداد دفعات این تکرار بستگی به ضخامت پوسته قالب مورد نیاز دارد. معمولا مراحل اولیه از دوغابهایی که از پودرهای نرم تهیه شده ،‌استفاده شده و بتدریج می توان از دو غاب و نیز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح قطعه ریختگی بستگی به ذرات دو غاب اولیه و نیز ماسه نسوز اولیه دارد.ز: مدول مومی یا پلاستیکی توسط ذوب یا سوزانده از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات موم زدایی می گویند . درعملیات موزدایی بایستی توجه نمود که انبساط موم سبب تنش وترک در قالب نشودح: در قالبهای تولید شده عملیات بار ریزی مذاب انجام می شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سرامیکی شکسته میشود.ی: در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق:نوعی سیلیس به دلیل انبساطی حرارتی کم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد.این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی و آلیاژهای کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. زیر کنیم شاید بیشترین کاربرد را به عنوان نسوز در فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین کیفیت را در سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجه حرارتهای بالا پایدار بوده و نسبت به خوردیگ توسط مذاب مقاوم است. آلومین به دلیل مقاومت کم در برابر شوک حرارتی کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. به هر حال در برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ۱۷۶۰ مورد استفاده قرار می گیرد.چسبها :‌مواد نسوز به وسیله چسبها به یکدیگر می چسبد این چسبها معمولا شیمیایی می باشند سلیکات اتیل ،‌سیلیکات سدیم و سیلیس کلوئیدی . سیلیکات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار خوب میشوند. سیلیس کلوئیدی نیز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالی می شود.اجزای دیگر: یک ترکیب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد دیگری است که هر کدام به منظور خاصی استفاده می شود.این مواد به این شرح است : – مواد کنترل کننده ویسکوزیته – مواد ترکننده جهت کنترل سیالیت دو غاب و قابلیت مرطوب سازی مدل – مواد ضد کف جهت خارج کردن حبابهای هوا – مواد ژلاتینی جهت کنترل در خشک شدن و تقلیل ترکها فرایند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق: شکل به طول شماتیک مراحل تهیه قالب به روش توپر را نشان می دهد که عبارتند از :الف : تهیه مدلهای ذوب شوندهب :‌مونتاژ مدلها : این عملیات درقسمتج: توضیح داده شده ح: مدلهای خوشه ای و ضمائم آن درداخل درجه ای قرار میگیرد و دوغاب سرامیکی اطراف آن ریخته میشودتا درجه با دو غاب دیرگداز پر شود. به این دو غاب دو غاب پشت بند نیز گفته میشود . این دو غاب در هوا سخت می شود و بدین ترتیب قالب به اصطلاح توپر تهیه می شودد: عملیات بار ریزی انجام میشوده : قالب سرامیکی پس ازانجماد مذاب شکسته می شودو: قطعات از راهگاه جدا می شوند شکل دادن به روش ریخته گری دو غابی مقدمه این طریقه شبیه کار فیلتر پرس است ، به این معنا که مقدار آب به مواد اولیه اضافه شده تا حالت دو غابی به خود بگیرد. باید خارج شود ،به این دلیل برای ساختن اشیا روش کندی است . به طور کلی این روش موقعی مورد استفاده قرار میگیرد که شکل دادن به روشهای اقتصادی تر غیر ممکن باشد. ازطرف دیگر مواقعی از این روش اسفتاده می کنند که تعدااد زیادی از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتری بارز این روش در تولید قطعات پیچیده است . دوغاب،‌داخل قالبهای گچی متخلخل که شکل مورد نظر را دارد، ریخته می شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر این عمل یک لایه از مواد دو غاب به دیواره قالب بسته می شود و شکل داخل قالب را به خود می گیرد.دو غاب در داخلی قالب باقی می ماند تا زمانی که لایه ضخامت مورد نظر را پیدا کند. اگر ریخته گری تو خالی نباشد ،‌نیازی به تخلیه دو غاب نیست ، ولی برای قطعاتی که توخالی باشند، قالب برگدانده میشود . دو غاب اضافی که روی سطح قالب قرار دارد،‌به وسیله کرادکی تراشیده می شود . سپس لایه اضافی با کمک چاقو در ناحیه ذخیره برداشته می شود . جدارة تشکیل دشه که همان قطعه نهایی موردنظر است، درقالب باقی می ماند تا زمانی که کمی منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس می توان آن را از قالب در آورد . بعد از اینکه قطعه مورد نظر خشک شد،‌کلیه خطوط اضافی که دراثر قالب روی آن ایجاد شده است، با چاقو زده و یا به وسیله اسفنج تمیز می شود در این مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافی دو غاب حین ریخته گری خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پایین می آید. به این دلیل معمولا یک حلقه بالای قالب تعبیه می شود تا دو غاب را بالای قعطه مورد نظر نگه دارد. این حلقه ممکن است از گچ و یا از لاستیک ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نیز دو غاب به جدا بسه شده و با کمک چاقو تراشیده میشود. وقتی که جسم داخل قالب گچی کمی خشک شد،‌اسفنجی نمدار دور آن کشیده می شود تا سطحی صاف به دست آید . این روش که در بالا به ان اشاره شد ، برای ریخته گری اجسامی است که داخل آنها خالی است . مانند گلدان، زیر سیگاری ، و غیره … اما طریقه ای هم هست که برای ساختن اجسام توپر به کار می رود ، به این تریتب که دو غاب داخل قالب می ماند تا اینکه تمام آن سف شود. برای ساختن اشیایی که شکل پیچیده دارند ، ممکن است قالب گچی ازچندین قعطه ساخته شود تا بتوانیم جسم داخل آن را از قالب خارج کنیم ، هر قطعه قالب شامل جای خالی است که قعطه قالب دیگر در آن جا می گیرد. (‌نروماده ) اگر قالب دارای قطعات زیادباشد،‌لازم است در حین ریخته گری خوب به هم چسبد این کار را می توان به وسیله نوار لاستیک که محکم به دور آن می بندیم انجام دهیم . هنگام در اوردن جسم از قالب باید این نوار لاستیکی را باز کرده و برداریم. غلظت مواد ریخته گری باید به اندازه کافی باشد که باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادی که شامل مقدار زیادی خاک رس هستند،‌غلظت آنها به قدری کم خواهد شد که ریخته گری آنها مشکل شده و معایبی هم در حین ریخته گری ایجادمی شود. برای اینکه دو غاب را به اندازه کافی روان کنیم . مواد روانسازی به دو غاب اضافه می شود.ریخته گری دو غابی تجهیزات مورد نیاز: مواد مورد نیاز – مواد اولیه – آب – روانساز( سودا و سیلیکات سدیم یا آب شیشه ) ابزار مورد نیاز – همزان الکتریکی – ترازو ( با دقت ۱/۰و۰۱/۰ گرم) – پارچ دردار – قالب گچی مورد نیاز ( قالب قوری – لوله و قالب هاون آزمایشگاهی – دسته هاون آزمایشگاهی – دسته هاون ) – ویسکوزیته متر ریزشی با بروکفید – لاستیک نواری – میز کار آماده سازی دو غاب توزین و اختلاط مواد اولیه :‌در تولید فرآورده های سرامیکی ،‌عمل توزین مواد اولیه به طور کلی می تواند به دو روش انجام شود. (‌توزین به روش خشک ) (‌توزین به روش تر )‌در مرحله تهیه و آماده سازی بدنه ،‌روش توزین عامل بسیار مهم و تعیین کننده ای است.توزین درحالت خشک : در این روش ،‌عمل توزین هنگامی صورت می گیرد که مواد اولیه به صورت خشک و یا تقریبا خشک باشند و هنوز تبدیل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزین ،‌حتما باید آب موجود درمواد اولیه و به طور عمده در مواد پلاستیک (‌که از محیط اطراف جذب شده و یا در معدن در اثر ریزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )‌منظور شود . البته باید توجه داشت که تعیین دقیق مقدار رطوبت موجود در مواد اولیه،عملا غیر ممکن است و این موضوع ، یعنی عدم دقت ، نقص بزرگ توزین به روش خشک است . در عمل از تک تک مواد اولیه نمونه برداری کنید ،‌و بعد از توزین آن را در خشک کن آزمایشگاهی در دمای ( ) قرار دهید بعد از ۲۴ ساعت نمونه را دوباهر توزین کنید . اختلاف وزن نسبت به وزن اولیه را محاسبه کنید تا درصد رطوبت خاک مشخص شود . بعد از تعیین درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزین نهایی مواد اولیه منظور کنید . توزین در حالت تر: در این روش،‌عمل توزین بعد از تبدیل هر یک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود. بدیهی است که هریک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود . بدیهی است که در روش خشک گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نیاز این روش به چاله های ذخیره سازی که فضای بیشتری با سرماهی گذاری اولیه بالاتری را می طلبد ،‌کمتر استقبال می شود. در مورد توزین به روش تر ،‌حتما این روش مطرح خواهد شد که چگونه می توان به مقدار مواد خشک موجود در دو غاب هر یک از مواد اولیه پی برد. در عمل برای تعیین مقدار مواد خشک موجود درغابها از رابطه برونینارت استفاده می شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب از دو غاب (‌گرم ) P= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب = وزن مخصوص ( دانسیته ) دو غاب درعمل با توزین حجم مشخصی از دو غابها،‌می توان به وزن مخصوص یا دانسیته آنها پی برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشک باید اشاره شود که به طور معمول این مقدار حدود ۵/۲ تا۶/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب است. بنابرانی اگر با تقریب ،‌وزن مخصوص را ۵/۲ اختیار کنید ، مقدار کسری برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اکثر موارد،‌دانسیته دو غابها است .الک کردن : عمل توزین مواد اولیه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشک ،‌ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه های اختلاط نباید از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعیین ابعاد ذرات موجود در دو غاب،‌قسسمتی از اعمال روزمره آزمایشگاهها ی خطوط تولید است و این عمل در پایان نمونه برداری در حین سایش انجام گیرد و سپس تخلیه انجام می گیرد. در هر صورت ،‌انتخاب دانه بندی مناسب بستگی به فاکتور های ذیل دارد: – نوع بدنه ( چینی ظروف- چینی بهداشتی ،- نوز) – نوع مواد اولیه و درصد انها (‌- بالکی) – خواص ریخته گری ( تیکسوتراپی ،‌- سرعت ریخته گری) – جذب آب – عمل الک کردن برای جداسازی ذرات درشت و کنترل خواص دوغاب بسیار ضروری است. زیرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده ای بر پروسس ریخته گری ،‌- خواص دو غاب ،‌- خواص حین پخت و خواص محصول نهایی دارد. ثانیا ،- کنترل دانه بندی برای خواص دو غاب شدیدا تحت تاثیر دانه بندی بوده و نباید از حد متعارفی کمتر باشد . انتخاب و شماره الک توسط استاد کار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصیهای گسترده در مواد اولیه نظیر موادآلی ،‌ریشه درختان ،‌کرک و پشم که به منظور افزایش استحکام خام به بعضی از مواد اولیه زده می شود ،‌غالبا چشمه های الک زود کورمی شود و ادامه عمل الک کردن را با مشکل مواجه می کند. لذا غالبا الکهارا چند طبقه منظور کرده و طبقات نیز از مش کوچک به مش بزرگ از بالا به پایین قرار می گیرند تا دانه های درشت تر بالاو دانه های کمتری روی الک زیرین که دارای چشمه های ریزتری است ،‌قرار گیرد .آهن گیری: می دانید که اهن با ظرفیتهای مختلف در مواد اولیه یا بدنه های خام وجود دارد، در مجموع چهار شکل متفاوت آهن وجود دارد. – به صورت یک کاتیون در داخل شبکه بلوری مواد اولیه – به صورت کانیهای مختلف که به عنوان ناخالصیهای طبیعی با مواد اولیه مخلوط می شوند . – به صورت ناخالصیهای مصنوعی که در اثر سایش صفحات خرد کننده سنگ شکنها و آسیابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخیر آهن به صورت فلزی یا آزاد وجود دارد. لذا در این حالت توانایی می توان عمل اهن گیری را انجام داد. – به صورت ترکیبات دو وسه ظرفیتی آهن که در اثر زنگ زدگی خطوط انتقال دو غاب ،‌- وارد دوغاب میشوند.در تولید فرآورده های ظریف برای تخلیص دو غاب از ذرات آهن موجود ،‌- از دستگاههای آهنر یا مگنت دستی استفاده می شود . دستگاههای آهنربا اگر چه عامل بسیار موثری در حذف آهن و تخلیص دو غاب هستند،‌- ولی ماسفانه باید توجه داشت که این دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوی آهن نیستند . در بین کانیهای مهم آهن، کانیهای مگنیت ( ) سیدریت ( )‌و هماتیت( ) به ترتیب دارای بیشترین خاصیت مغناطیسی هستند و بنابراین ،‌به وسیله دستگاههای آهنربا جذب می شوند . در کانیهای لیمونیت ( ) مارکاسیت و پیریت ( ) خاصیت مغناطیسی به ترتیب کاهش یافته و به همین دلیل در عمل ، احتمال جدا سازی این کانیها به وسیله دستگاههای آهنربا بسیار کم است . در مورد آهن فلزی بدیهی است که دستگاههای آهنربا به راحتی قادر به جذب آنها هستند. تنظیم خواص رئولوژیکی بعد از اینکه دو غاب الک و آهنگیری شد، دو غاب رابه چاله ذخیره یا به ظرف مخصوص انتقال می دهیم . در حالی که همزن الکتریکی با دور کم در حال هم زدن آرام دو غاب است ، از چاله نمونه برداری کرده و آزمونهای زیر را اعمال می کنیم تا فرم پیوست تکمیل شود. همان طوریکه در فرم ملاحظه می شود ،شامل مراحل زیر است :‌اولین مرحله تنظیم دانسیته دوغاب است . بدین معنا که سرعت ریخته گری یا مدت زمانی که لازم است دو غاب در قالب گچی بماند و به ضخامت مورد نظر برسد، تنظیم شود . بدین منظور در ابتدا قالب گچی مناسب را که دارای عمر مشخص و درصد آب به گچ ثابت و معینی است آماده می کنیم و یا اینکه می توانیم از یک مدل مشخص در خط تولید استفاده کنیم بعد از بستن قطعات قالب، آنها را با کمک یک نوار پهن لاستیکی نظیر تیوپ دوچرخه یا لاستیکی که از تیوپ ماشین معمولی بریده شده است ، کاملا در کنار هم جذب و محکم کنید . دو غاب حاصل را به داخل قالب گچی بریزید . و بعد از مدت زمان مشخصی ،‌در نتیجه واکنشهای متقابل بین دو غالب وقالب گچی ،‌لایه ای درمحل تماس دو غاب و قالب ایجاد می شود .‌واضح است که قطر لایه ایجاد شده بستگی به زمان توقف دو غالب در قالب دارد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر ، دو غاب اضافی موجود قالب تخلیه می شود . این زمان به طور عمده بستگی به قطر فراورده مورد نظر وسرعت ریخته گری دو غاب دارد . باید توجه داشت که تراکم قالب گچی نیز عامل موثری در زمان ریخته گری است . ولی برای ایجاد زمینه ای در ذهن دانش آموزان باید اشاره شود که با توجه به کلیه عوامل موثر زمان ریخته گری به عنوان مثال برای فرآورده ها بهداشتی به قطر حدود ۱۰ یا ۱۱میلیمتر،‌معمولا حدود تا ۲ ساعت ،‌برای ظروف غذا خوری از جنس ارتن و ریا پرسلان با قطر۲ تا ۳ میلیمتر ، حدود ۱۵ تا ۲۵ دقیقه و برای چینی استخوانی به همین قطر حدود ۲ تا ۵ دقیقه است .سپس قالب و فرآورده شکل یافته در آن برای مدتی به حال خود گذاشته می شود تا لایه ایجاد شده ،‌تا حدودی خشک و در نتیجه کوچکتر شود .(‌دراثر انقباض تر به خشک ) بعد از این مرحله قطعه شکل یافته به راحتی از قالب جدا شده و می توان آ نرا از داخل قالب گچی خارج کرد درهنگام تشکیل لایه در محل تماس قالب و دوغاب،‌حجم دو غاب موجود در غاب به مرور کمتر وکمتر می شود . به همین دلیل لازم است که مجددا مقادیری دو غاب به داخل قالب گچی ریخته شود. با توجه به اینکه انجام این عمل نیازمند نیروی انسانی بیشتر و نیز مراقیت دایم است، در عمل قطعه ای در دهانه قالب گچی تعبیه شده که اصطلاحا به آن ((‌حلقه ۴۵)) گفته می شود. این حلقه باعث ایجاد ستونی از دو غاب برفراز قطعه ساخته شده می شود. در نتیجه با کاهش حجم دو غاب موجود در قالب ،‌نیازی به اضافه کردن مجدد دو غاب نیست. در بعضی موارد به جای تعبیه حلقه از قیف استفاده می شود . حلقه ها می توانند از جنس لاستیک و یا گچ باشند. در صورتی که حلقه ها از جنس گچ باشند، در سطح داخلی حلقه ،‌در محل تماس دو غاب با گچ نیز لایه ای ایجاد میشود . این لایه اضافی و نیز دیگر قسمتهای اضافی ( به عنوان مثال اضافات ایجاد شده در محل درز قالبها)‌در مرحله پرداخت بریده و جدا می شوند . قالبهای گچی به ندرت یک تکه هستند. بدین معنی که معمولا فراورده ها در قالبهای چند تکه شکل می یابند. از طرف دیگر در مورد بعضی از شکلهای پیچیده لازم است مدل اصلی به چند قعطه مختلف تجزیه شده و هر یک از قسمتها جداگانه شکل بگیرند . سپس، بعد از خروج از قالبها به یکدیگر متصل شوند. به عنوان مثال ، در مورد ظروف خانگی دسته فنجانها و یا لوله قوریها به صورت مجزا شکل یافته و پس از خروج از قالب، به بدنه اصلی چسبانده می شوند . مرحله چسباندن قطعات در شکل دادن فراورده ها دارای اهمیت زیاد است . درشکل دادن به روش ریخته گری به صورت کاملا ساده نشان داده شده است . تعیین زمان ریخته گری دو غابی وسایل مورد نیاز مواد اولیه مورد نیاز تعداد پنج عدد قالب گچی دو غاب تنظیم شده لیوانی کولیس یا ریز سنج کاغذ میلیمتری سیم یا فنر برای برش دادن خط کش کرنومتر مدت زمانی که دو غاب در داخل قالب باقی می ماند ، در قطر لایه ایجاد شده ویا به عبارت دیگر در ضخامت بدنه خام ، تاثیر بسیار زیادی دارد. بدنی معنی که چنانچه دو غاب اضافی همچنان در قالب باقی مانده و تخلیه نشود و اصطلاحا (( زمان بیشتر به دو غاب داده شود ))‌،‌قطر لایه ایجاد شده افزایش خواهدیافت . باید توجه داشت که با گذشت زمان ،‌سرعت تشکیل ثابت نبوده و به مرورکند تر می شود . چرا که در این شرایط ،‌خود لایه ایجاد شده به صورت سدی در ماقابل نفوذ آب به داخل گچ ،‌عمل می کند. همچنانکه مشاهده می شود ، این عامل که اصطلاح (( ریخته گری)) به آن اتلاق می شود، عامل مهمی درتعیین قطر بدنه خام (‌ودر نتیجه دیگر خصوصیات بدنه ) و نیز سرعت تولید است . به همین دلیل ،‌یکی از مهمترین خواص دوغابها مقدار ( سرعت ریخته گری) آنها است. به طور مشخص ،‌سرعت ریخته گری عبارت است از ضخامت ایجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در ان کلا عبارتند از : فشار، درجه حرارت ،‌وزن مخصوص دو غاب و بالاخره مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبورآب . دو عامل اخیر وبخصوص آخرین عامل ، مهمترین مواردی هستندکه عملادرصنعت مورد توجه قرار می گیرند . مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب ، خود به عوامل دیگری بستگی دارد که به طور خلاصه عبارتند از:نوع و یا دانه بندی مواد و نیز چگونگی و یا شدت روان شدگی ( به عبارت دیگر تجمع و یاتفرق ذرات )ضمنا باید توجه داشت که در سرعت ریخته گری ،‌عوامل خارجی دیگری که ربطی به خواص دو غاب ندارند نیز موثر هستند. مانند تراکم و یا تخلخل قالب گچی و درصد رطوبت موجود در آن.ضخامت لایه ایجاد شده رابطه مستقیم با جذر زمان ریخته گری دارد. بنابراین ،‌بین زمان و ضخامت لایه رابطه زیر بر قرار خواهد بود: ویا در رابطه فوق ، ۱ضخامت لایه ایجاد شده ( به میلی متر )‌و t زمان (‌به دقیقه)‌وk ضریب ثابت است . به همین دلیل سرعت ریخته گری معمولا به صورت بیان می شود . رابطه فوق بدین معنی است که به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده ای به ضخامت یک میلیمتر ،‌چهاردقیقه زمان احتیاج داشته باشد، ساخت فراورده دیگر به ضخامت ۲ میلیمتر در همان شرایط به شانزده دقیقه زمان نیاز دارد. با این توضیحات ، برای تعیین سرعت ریخته گری و در کنار آن زمان ریخته گری، به صورت زیر عمل کنید: نخست روی قالبهای گچی به ترتیب شماره یک تا پنج بزنید ، سپس دو غاب را به ترتیب در اولین قالب ریخته و بلافاصله کرنومتر را بزنید .بلافاصله قالب گچی دیگر و درنهایت پنجمین قالب گچی را از دو غاب پرکنید. بعد از یک دقیقه اولین قالب را و بعد بترتیب زیرا قالبهای دیگر را تخلیه کنید : بعد از اینکه آخرین قطرات دو غاب از چکه کردن باز ایستاد ،‌قالب را به حال خود بگذارید و بعد از زمان مشخصی که جداره تشکیل شده در اثر انقباض از قالب جدا شد، آن را از قالب بیرون آورد. با ریز سنج یا با کمک کولیس اندازه گیری کنید.سپس با کمک کاغذ میلیمتر و با انتخاب دو محور xوy به ترتیبx را به عنوان زمان و y را به عنوان ضخامت با کمک نقطعه یابی رسم کنید. در این حالت با رسم ۱ بر حسب خواهید توانست ضریب خط را بدست آورید که همان سرعت ریخته گری است . و از انجا می تونید به راحتی هر ضخامتی را که می خواهید ، تعیین و زمان آن را محاسبه کنید. مثلا اگر سرعت ریخته گری ۵/۰ باشد،یعنی ( میلیمتر مربع بر دقیقه) برای داشتن بدنه ای به ضخامت ۸/۰ سانتیمتر به صورت زیر محاسبه می کنیم . دقیقه َ ۲٫۸ = ۶۰ ÷ ۱۲۸ یعنی باید ۲ ساعت و ۸ دقیقه زمان بدهید تا جداره مورد نظر تشکیل شود.یکی از عوامل موثر درسرعت ریخته گری ، وزن مخصوص دو غاب و یا به عبارت دیگر نسبت بین مواد جامد و آب است . علاوه بر این مورد افزایش مقار اب در دو غاب ریخته گری باعث اشباع سریعتر قالبها می شود که به نوبه خود خشک کردن کامل قالبها باعث فرسودگی سریعتر آنها و نهایتا کاهش بازدهی قالبهامی شود . وزن مخصوص دو غابهای ریخته گری باید حتی المقدور بالا باشد. علت اساسی استفاده از روان کننده ها در دوغابهای ریخته گری ،‌همین مورد است . چرا که بدون استفاده از روان کننده ها تهیه دو غابهایی با وزن مخصوص بالا ، تقریباً غیر ممکن است . به همین دلیل یکی از خواص مخصوص آنها است . در تولید فرآورده های سرامیک ظریف به طور معمول وزن مخصوص دو غاب ریخته گری بین ۵/۱ تا است. یکی دیگر از خصوصیات بسیار مهم در دو غابهای ریتخه گری و یسکوزیته آنهاست .ویکسوزیته یک دو غاب علی رغم وزن مخصوص بسیار بالای آن باید درحدی باشد که درمقیاس صنعتی ، دوغاب به راحتی از الکها و یا خطوط لوله عبور کند و درعین حال بتواند تمامی زوایاو گوشه های قالب را پرکند. مساله مهم درارتباط بین وزن مخصوص ویسکوزیته و روان کننده این موضوع است که اگر چه تغییرات وزن مخصوص ویا به عبارت دیگر مقدار آب و نیز تغییرات مقدار روان کننده در ویسکوزیته موثر هستند. ولی تغییرات مقدار روان کننده در مقدار وزن مخصوص بیتایر است ودر نتیجه در خطوط تولید کارخانه ها ،‌با اندازه گیری و یسکوزیته و وزن مخصوص در بسیاری موارد می توان به تغییرات مقدار روان کننده پی برد. علاوه برسرعت ریخته گری ،‌وزن مخصوص و ویسکوزیته عامل دیگری نیز دردو غاب بدنه خام اهمیت دارد و آن تیکسو تروپی است ؛ خاصیت تیکسوتر را به طور خلاصه می توان به صورت ‍«افزایش ویسکوزیته دو غاب دراثر سکون و رکود و کاهش ویسکوزیته دراثر هم خوردن» تعریف کرد. دو غابی که دارای تیکسوتر و پی زیادی است بلافاصله بعد از هم خوردن ممکن است دارای روانی مناسبی باشد. ولی بعد از مدتی سکون ، ویسکوزیته آن به شدت افزایش می یابد. افزایش ویسکوزیته در اثر خاصیت تیکسوتروپی، گاه به حدی است که چنانچه ظرف حاوی دو غاب بعد از مدتی سکون ،‌وارونه شود، دو غاب داخل آن از ظرف خارج نمی شود. در دو غابهای ریخته گری به طور معمول مقادیر کمی تیکسوتروپی مطلوب است. چراکه تیکسوتروپی باعث افزایش سرعت ریخته گری شده و درعین حال استحکام و ثبات خاصی را در قطعه ریخته گری شده ایجاد می کند.( باید دقت شود که منظور ، ایجاد استحکام و در حالت پلاستیک است ( درصورتی که استحکام خشک مد نظر باشد، خلاف این موضوع صحیح است . بدین معنی است که رسهای روان شده به دلیل تراکم بیشتر دارای استحکام خشک بسیار بیشتری هستند. استحکام خشک زیادتر فرآروده هایی که به روش ریخته گری شکل می یابند نیز به همین دلیل است ). از طرف دیگر وجود مقدار زیادی تیکسوتروپی دردوغاب نیز باعث بروز اشکالاتی می شود؛ تیکسوتروپی زیاد در دو غاب باعث سست شدن فراورده ریختهگری می شود ،‌به نحوی که چنین فرآورده هایی را می توان به راحتی تغییر شکل داده و با تکان دادن ممکن است مجددا به دو غاب تبدیل شوند. به عنوان یک قانون کلی ، روان کننده ها نه تنها باعث کاهش ویکسوزیته می شوند، بلکه تیکسوتروپی رانیز کاهش می دهند. بنابراین ،‌مقدار مصرف روان کننده باید به نحوی تنظیم شود که با ایجاد بیشترین مقدار روانی ، مقادیر کمی تیکسوتروپی در دو غاب ایجاد شود. دلیل استفاده مشترک از سلیکات و کربنات سدیم به عنوان روان کننده همین مورد است. سیلیکات سدیم اگر چه باعث روانی دو غاب می شود. ولی تیکسوتروپی ار ینز به طور کامل از بین می برد . در حالی که کربنات سدیم درعین حال که باعث کاهش ویسکوزیته می شود، مقادیر کمی تیکسوتروپی در دو غاب باقی میگذارد. استفاده توام از این دو روان کننده باعث ایجاد بیشترین حد روانی و در عین حال وجود مقدار کمی تیکسوتروپی در دو غاب می شود.روشهای ساخت ماهیچه های سرامیکی: ماهیچه های سرامیکی به خاطر دقت ابعادی بالا در ریخته گری قطعات دقیق به کاربرده می شوند. این ماهیچه ها به دو روش دو غابی و فشاری ساخته می شوند که از نظر نوع نسوز یکسان بوده ولی چسبهای آنها با هم تفاوت دارد. دو روش ساخت ماهیچه ها در ذیل به اختصار شرح داده می شود:الف ) ماهیچه های ساخت سرامیک به روش دو غابی در این روش یک مدول مومی به شکل ماهیچه موردنظر ( با احتساب انقباضات موم و مواد سرامیکی پس از خشک شدن) ساخه می شوند. پس این مدل مومی را در داخل یک قالب می گذاریم به طوریکه یک قسمت از مدل جهت خروج موم و وارد کردن دو غاب سرامیک به آن درنظر گرفته شود. پس دو غاب گچی آماده شده را در درون قالب حاوی مدل مومی می ریزیم و پس ازسفت شدن دو غاب گچ آنرا از قالب خارج کرده و در خشک کن قرار می دهیم پس از خشک شدن قالب گچی مدل مومی را ذوب کرده و از قالب گچی خارج می نماییم. دو غاب سرامیکی تهیه شده به نسبت ۷۰% پودر نسوز و ۳۰% آب را درون قالب گچی تهیه شده می ریزیم و پس ازخشک شدن مواد سرامیکی قالب گچی را شکسته و ماهیچه سرامیکی شکل گرفته را خارج می نماییم . این ماهیچه را پس از خشک کردن در دمایی حدود۹۵۰ درجه سانتی گراد پخت می کنیم. ماهیچه تهیه شده پس از پخت کامل و خنک شدن آماده استفاده می باشد. قابل ذکر است که چسبهای مورد استفاده دراین روش از نوع سیلیکاتها می باشد ونسوز مصرفی دارای عدد ریز دانگی ۲۰۰یا۳۲۵ مش است.بـ )ساخت ماهیچه های سرامیکی به روش فشاری: در این روش پودر نسوز مورداستفاده که ازنوع زیرکنی یا آلومینیایی یا آلومیناسیلیکاتی می باشد را با رزین مخصوص(موم و..)‌مخلوط کرده و به صورت خمیر در می آوریم خمیر تهیه شده ار در درون قالب ماهیچه که عمدتااز جنس فلز می باشدبه روش فشاری تزریق می کنیم . ماهیچه تهیه شده را حرارت داده تا به آرامی موم آن خارج گردد. سپس این ماهیچه رادر دمای ۹۵۰ درجه سانتیگراد تحت عملیات نهایی پخت قرار می دهیم. پس ازپخت کامل ماهیچه و خنک نمودن آن تا دمای محیط ماهیچه مذکور مورد استفاده قرار می گیرد.منبع:mehdi518.blogfa.com    Posted in اصـــــــــول ریـختـــــه گـــری | Tagged انواع روشهاي ريخته گري دقيق, ریخته گری در غالب دوغابی, ساخت ماهيچه هاي سراميكي | Leave a reply ریخته گری فولاد و تاریخچه آن Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply ریخته گری فولاد  و تاریخچه آندر فولاد ریزی دو روش عمده ریخته گری داریم :۱- روش شمش ریزی: که ریخته گری جهت تولید آلیاژ انجام می شود.۲- شکل ریزی: که ریخته گری جهت تولید قطعه انجام می شود. تاریخچه فولاد سازی فولاد نوعی آهن است که بیشتر ناخالصی های آن جدا شده است . آهن عنصری ،فلزی مستحکم، سخت ،سنگین و به رنگ خاکستری است. این ماده در شهاب سنگ ها یافت می گردد. همچنین آهن در ترکیب با بسیاری از کانی ها در پوسته زمین پیدا می شود. آهن به آسانی زنگ می زند و می توان آن را مغناطیسی ساخت وبه شدت جذب آهنربا نمود. از این ماده جهت ساختن بسیاری از سازه ها استفاده می گردد. فولاد  (آهن ذوب شده) با گرمای شدید و آمیختن آن با کربن (آلیاژ) درست می شود . از فولاد برای ساختن ماشین آلات ، اتو مبیل ، ابزار آلات و دیگر مصنوعات استفاده می گردد. تاریخ ذوب آهن و آهن کاری به درازای خود تاریخ است . باستان شناسان در مصر ابزارهایی آهنی یافتند که تاریخ ساخت آنها به ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بر می گردد، و زیور آلات آهنی حتی پیش از این تاریخ نیز به کار می رفت . اسلحه های آهنین ساخته شده به وسیله تیمار گرمایی برای یونانیان در ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد امری شناخته شده بود. آهن ورزیده (چکش خوار) وسایل آهنی اولیه و آنهایی که تا سده ی چهاردهم ساخته می شد تحت عنوان آهن ورزیده رده بندی می گردد. آنها را با گرما دادن توده های سنگ معدن آهن و زغال چوب در کوره ی آهنگری یا کوره های آهن دارای تهویه مصنوعی تولید می کردند. تحت این تیمار ، سنگ معدن احیا و اسفنجی از آهن فلز و لجنی (سر باره ای ) حاوی نا خالصی های فلزی و خاکستر چوب تبدیل می شد . این اسفنج آهنی را از کوره بیرون می آورند در حالی که هنوز گداخته و ملتهب بود و آن را با پتک های سنگین می کوبیدند تا سرباره و جوش از آن خارج شود و به آهن جامد تبدیل شود. آهنی که تحت این شرایط تولید می شد حاوی ۳ درصد ذرات سرباره و ۱/۰ درصد دیگر ناخالصی ها بود . گاه این تکنیک آهن سازی بر حسب تصادف به جای آهن چکش خوار فولاد  واقعی به دست می داد. آهنگران آموخته اند که با گرما دادن آهن چکش خوار و ذغال چوب در بوته های سفالین به مدت چندین روز فولاد به دست آورنده طی این فرایند آهن کربن کافی جذب می کرد تا به فولاد واقعی تبدیل گردد. آهن لخته (خام یا شمش) پس از سده چهار دهم اندازه کوره هایی که برای ذوب آهن به کار می رفت افزایش یافت ، و از کشش اضافی برای بافشار وارد کردن گازهای حاصل از احتراق به درون((بار)) کوره حاوی آمیزه ی مواد خام استفاده می شد .در این کوره های وسیع تر ،سنگ آهن در بخش بالایی کوره نخست به آهن فلزی تبدیل می شد و سپس به علت گازهایی که با فشار وارد آن می شد با کربن بیشتری آمیخته می گردید. ابزارهای اولیه آهنی که تا سده ی چهاردهم ساخته می شد تحت نام آهن چکش خوار دسته بندی می گردد. فراورده های این کوره ها آهن لخته بود ، آلیاژی که در دمای پایین تری نسبت به آهن چکش خوار ذوب می شود. آهن لخته (چدن خام) (بدان علت به این اسم نامگذاری شده که معمولا آن را در شمش های کوتاه وپهن که تحت عنوان قالب فلزی یا بلوک نامیده می شود می ساختند) وسپس تصفیه ی بیشتری روی آن انجام می شد تا به فولاد تبدیل شود. دم و کوره های الکتریکی امروزه برای ذوب آهن از کوره های دم دار استفاده می شود که در واقع نوع بهبود یافته کوره هایی است که آهنگران قدیم برای تهیه ی آهن به کار می بردند. فرایند تصفیه آهن گداخته به کمک جریان هوا به وسیله مخترعی انگلیسی به نام سر هنری بسمر تکمیل گردید که کوره بسمر یا کونورتور (کوره مخصوص تولید فولاد) را در سال ۱۸۵۵ اختراع کرد. چگونه فولاد می سازیم کارخانه های فولاد از چهار واحد اولیه ی یکپارچه درست شده است شامل: ·         احیای مستقیم ·         کوره ی قوس الکترونیکی ·         ریخته گری پیوسته (متوالی) ·         کارخانه نورد هر یک از واحد ها واحد بعدی را تغذیه می کند. کارخانه احیای مستقیم با استفاده از ساچمه های سنگ معدن آهن جامد تولید می کنند. اولی گاز طبیعی را به هیدروژن و مونوکسید کربن تبدیل می کند . این گازها اکسیژن را از سنگ معدن گرم شده در کوره می زدایند و سنگ آهن را به آهن فلزی تبدیل می کنند.گاز/آب خنک کننده در بخش پایین کوره جریان می یابد و آهن را سرد می کند. طی این فرایند چیزی تولید می شود که آهن مستقیما احیا شده نام دارد (DRI) واین ماده به درون کوره قوس الکتریکی تغذیه می گردد. کوره قوس الکتریکی (EAF) EAF برای ساختن فولاد گداخته از DRI به کار می رود.کوره، همراه با سقف آن به یک سو چرخانده می شود، وبا قراضه بار گیری می شود. قوس جریان الکتریکی توانمندی بین الکترودها و بار کوره به جهش در می آید. این عمل گرمای شدیدی پدید می آورد که بار را ذوب وباعث پیشرفت آن دسته از واکنش های شیمیایی می شود که به تولید فولاد می انجامد. در پایان فرایند تصفیه ،کارگران جریان برق کوره الکتریکی را قطع می کنند . سپس کوره را کج می کنند ،کوره ای که بر روی اهرم های نوسان کننده ای نصب شده ، تا سرباره بیرون ریزد. پس از بیرون ریختن سرباره ،کوره ی الکتریکی به سوی دیگر خم می شود . فولاد مایع از دهانه بارگیری خارج می شود ودر پاتیل یا کفچه گرد آوری می گردد. ریخته گری پیوسته (CC) فولاد گداخته ی تولید شده در کوره الکتریکی به درون واحد قالب گیری (ریخته گری) وارد می گردد،که آهن گداخته(گدازه)را به شکل شمش در می آورد. فولاد از درون قالبی با شکل ویژه جاری می شود آب سرد به سرعت فولاد را سرد می کند ،و باعثمی شود که به هنگام عبور از میان غلتک های مخصوص سخت شود. فولاد گداخته تولید شده در کوره ی الکتریکی به درون واحد ریخته گری پیوسته سرازیر می شود که فولاد گداخته را به شمش تبدیل می نماید. دستگاه نورد این واحد دیگری است که فولاد گداخته را شکل می دهد . تولید مفتول های فولادی در دستگاه نوردی انجام می گیرد. دستگاه نورد غلتک هایی دارد که طوری شیار یافته اند که بتوانند شمش داغ را به اشکال مقطع گرد، بیضوی، مربع یا شش گوشه در آورند خواص مکانیکی فولادها :۱- استحکام مناسب که بین ۴۰۰تا ۲۰۰۰ مگاپاسکال می باشد۲- قابلیت شکل پذیری بالا۳- مقاومت خستگی مناسب۴- مقاومت در درجه حرارت پایین مقاومت در درجه حرارت بالا۵- قابلیت جوشکاریدسته بندی فولاد ها :معمولا به سه دسته فولاد های ساده کربنی فولاد های پر آلیاژی فولاد های کم آلیاژیانواع فولادهای ساده کربنی :فولادهای کم کربن – کربن متوسط و پر کربن :فولاد های کم کربن: که در این فولاد ها مقدار کربن کمتر از ۰.۲% می باشد لذا قابلیت شکل پذیری و فرم دهی بالا دارد که در صنعت بیشتر در مواردی به کار می رود که استحکام پایین همراه با قابلیت انعطاف بالا در نظر باشدفولاد های کربن متوسط : که در این فولاد ها مقدار کربن بین ۰.۲تا ۰.۵% می باشد که در مقایسه با فولاد کربنی استحکام و سختی بالاتری دارند ولی انعطاف پذیری پایین تری دارند که عموما در صنایع راهسازی و ماشین سازی از این گروه استفاده می شودفولاد های پرکربن : که در این فولاد ها مقدار کربن پس از ۰.۵% می باشد که افزایش درصد باعث افزایش سختی و کاهش انعطاف پذیری می شود در مواردی استفاده می شود که نیاز به سختی و مقاومت به سایش بالا باشدفولاد های کم آلیاژی : در این فولاد ها میزان عناصر آلیاژی کمتر از ۸% می باشد . وجود عناصر آلیاژی باعث افزایش خواص مکانیکی فولاد می شود وجود عناصر آلیاژی باعث جلوگیری از تغییر فرم – تابیدگی و ترک خوردن آلیاژ در حین عملیات حرارتی می شود که عمدتا در ساخت قطعات و قالبهای خاص صنعتی ساخته می شودفولاد های پرآلیاژی : میزان عناصر آلیاژی در این نوع فولادها بیش از ۸% می باشد و در مواردی مصرف می شود که خواص خالی را در نظر داشته باشیم به عنوان مثال مقاومت به خوردگی بالا و مقاومت به سایش بالا و با توجه به اینکه قیمت عناصر بالا می باشد و همچنین تکنولوژی اضافه کردن این عناصر نیز بالاتر می باشد لذا فولاد های آلیاژی از نظر قیمت بالاتر می باشد .انواع کوره های ذوب در فولاد ریزی :کوره هایی که در ذوب فولاد استفاده می شود شامل کوره های زیمنس مارتین کوره های القایی و قوس کوره های کوپل و کنوتر دوپله کردن کوپل و کنورترمی باشد .مراحل دوبله کردن کوپل و کنورتر : ۱- تهیه مذاب در کوره کوپل۲- انتقال به پاتیل با جداره بازی و گوگرد زدائی۳- تخلیه مذاب در کنورتر به روش اکسیژن و هوا که با دمش هوا کربن سوخته می شود و واکنش های زیررا به وجود می آورد .Fe+O=FeO Si+FeO=SiO+Fe+Q Mn+FeO=MnO+Fe+q C+FeO=CO+Fe+Q که کربن لحظه به لحظه می سوزد و مذاب به مذاب فولادتبدیل می شود وجوشش کربن صورت می گیرد لحظه ای که درصد کربن به ۰.۵% در مذاب می رسد فرآیند جوشش کربن به حدی می رسد که فرآیند حرارت را در مذاب نداریم که برای افزایش راندمان به جای هوا اکسیژن تزریق می کنند در روش های جدید برای کنترل بیشتر مذاب مذاب به کورههای القایی منتقل می شود و ترکیب شیمیایی آن کنترل می شودعملیات کیفی در تهیه قطعات فولادی : شامل اکسیژن زدایی سرباره گیری ریخته گری قطعات تمیزکاری و جوشکاری می باشد . جهت اکسیژن زدایی در مراحل اولیه از فروسیلیس – سیلیکم منگنز و فرومنگنز استفاده می شود در صورتی که بخواهیم میزان اکسیژن به زیر ۰.۱% برسد از Alو Ti در آخرین مرحله استفاده می شود . تمیزکاری: معمولا از طریق شات بلاست و سند بلاست انجام می شودجوشکاری : که بر خلاف چدن در قطعات فولادی به علت قابلیت جوشکاری بالا انجام می شود که شامل پر کردن اثرات انقباضی-گازی و نیامد در کردن در طی فرآیند ریخته گری می باشدمراحل جوشکاری : انتخاب نوع الکترود و اندازه الکترود عملیات پیش گرم کردن قطعات قبل از جوشکاری عملیات تنش زدایی بعد از جوشکاری تمیز کاریتست های غیر مخرب : نظیر ماوراء بنفش التراستیگ ایکسریدتاثیر عناصر جزئی بر فولاد ها ساده کربنی :منگنز : جزء عناصر موجود در فولاد های ساده کربنی مقدار آن ۰.۶تا ۰.۸۵ درصد که پیش از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی در فولاد ها می باشد باعث افزایش سختی استحکام و مقاومت به ضربه فولاد می شود می تواند به عنوان اکسیژن زدا درفولاد ها استفاده شود . Si سیلیس : به عنوان اکسیژن زدا استفاده می شود مانع از پایداری سمنتیت می شود مقدار آن ۰.۰۶% می باشد و بیشتر از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی می شودNiو Cu : تا حدود ۰.۵ باعث افزایش سختی پذیری و خواص مکانیکی می شود که پایدار کننده ی آستینیت می باشد بیشتر از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی محسوب می شودسایر عناصر آلیاژی نظیر کرم مولیبدن وانادیم و تنگستن تا حدود ۰.۰۵% در فولاد های ساده کربنی وجود دارد که باعث افزایش خواص مکانیکی می شود Al&TI :به عنوان اکسیژن زدا در مراحل تولید استفاده می شود.ازت : مقدار آن بین ۰.۰۰۵ تا ۰.۱۲ درصد می باشد تا این مقادیر باعث افزایش خواص مکانیکی می شود بیش از این مقدار به علت تشکیل مک و حفره گازی در قطعات تولیدی باعث کاهش خواص مکانیکی می شودگوگرد : از عناصر مضر در فولاد می باشد به علت تشکیل فاز FeSتا سولفید آهن که فازی با نقطه ذوب پایین و ترد می باشد و در مراحل انتهایی انجماد در مرز دانه رسوب می کند باعث کاهش شدید خواص مکانیکی می شود همچنین به هنگام عملیات حرارتی به علت ذوب موضعی در مرز دانه باعث ایجاد ترک موسوم به ترک سرخ می شود وجود منگنز تشکیل فاز MnS یا سولفید منگنز را می دهد این فاز نرم بوده و تاثیر سوءکمتری نسبت به FeS دارد MnS در داخل دانه پخش می شود .فسفر : تمایل به جدایش بیشتری دارد لذا در محل هایی که آخرین انجماد را دارند جمع می شوند تشکیل فاز فسفید آهن یاFe3P را می دهد این فاز تشکیل یوتکتیک سه تایی می دهد که نقطه ذوب پایین دارد که در مرز دانه ها رسوب کرده و باعث شکست دانه ها می شود میزان فسفر و گوگرد کمتر از ۰.۰۵ درصد می باشدسیستم راهگاهی در فولاد ریزی :شامل حوضچه بارریز – راهگاه بارریز حوضچه پای راهگاه راهگاه اصلی آشغالگیر کانال های فرعی و اصلی می باشد .عموما نوع سیستم راهگاهی فشاری بوده s>r>g نکاتی که در طراحی سیستم راهگاهی در فولاد ریزی باید درنظر بگیریم :بین راهگاه بارریز و حوضچه بارریز شیب زیادی وجود داشته باشد وجود این شیب از نفوذ آخال و هوا به داخل سیستم راهگاهی می شود .راهگاه بارریز مخروطی می باشدگوشه های راهگاه اصلی و فرعی گرد می شودانتهای راهگاه اصلی بعد از آخرین راهگاه فرعی ادامه پیدا می کند تا ناخالصی ها وارد سیستم راهگاهی نشوددر انتهای راهگاه بارریز حوضچه پای راهگاه را در نظر می گیرندمقطع راهگاه اصلی به طرف راهگاه فرعی کم می شودحدالامکان از راهگاه اصلی و فرعی عریض استفاده نشودانجماد جهت دار به طرف تغذیهجنس راهگاه اصلی در مورد قطعات بزرگ از مواد دیرگداز با نقطه زینتر بالا باشدتقسیم بندی سیستم راهگاهی بر اساس ابعاد قطعات : عموما چهار نوع راهگاه در فولاد ریزی وجود دارند ۱) راهگاه از بالا برای قطعات با ارتفاع کم۲) راهگاه از بغل برای قطعات با ارتفاع متوسط وابعاد بزرگ ۳) راهگاه از پایین برای قطعات با ارتفاع بلند در حالت باید فوق ذوب زیاد در نظرگرفته شودتا از انجماد زود رس در سطح مذاب جلوگیری شود ۴) راهگاه پله ای : که برای قطعات با ارتفاع زیاداستفاده می شود هر یک این روش نسبت به روش فوق این است که مذاب در هر لحظه مذاب گرم به سطح مذاب هدایت می شود برای جلوگیری از ورود آخال از راهگاه های مورب استفاده می شود.تعیین ابعاد سیستم راهگاهی :نکته : در بین راهگاه اصلی و فرعی معمولا یک آشغال گیر قرار می دهندتعین ابعاد آشغال گیر:آشغال گیر و فیلتر محفظه این دو بین راهگاه اصلی و فرعی می باشد که به منظور آخال گیری و جدا کردن آخال و جلوگیری از ورود آن ها به محفظه قالب تهیه میشود . کورة القایی تکنولوژی کورة القایی یک تکنولوژی استراتژیک و پرکاربرد است که از جمله در ذوب فلزات با استفاده از انرژی الکتریکی کاربرد دارد.زیربنای صنایع سنگین هر کشور، صنایع ذوب فلزات است. زیربنای صنایع ذوب نیز صنایع کوره سازی است.لذا از اینجا اهمیت صنایع کورهسازی بوضوح روشن می گردد. در گذشته بیشتر از کوره های سوخت فسیلی برای ذوب فلزات استفاده می شد . آلودگی محیط زیست، راندمان پایین، سروصدای زیاد، عدم یکنواختی مذاب، عدم توانایی ذوب فلزات دیرگداز و مسائلی از این قبیل، مشکلاتی بود که این کوره ها به همراه داشتند.در چند دهة اخیر توجه متخصصین و دست اندرکاران کوره سازی به استفاده از انرژی الکتریکیدر این زمینه جلب شد و نسل جدیدی از کوره های الکتریکی بوجود آمد که از این میان به دو مدل از کوره های ذوب می توان اشاره نمود: ۱-کورههای قوس الکتریک ۲- کورههای القایی کوره های قوس الکتریک برای ذوب فولاد و به منظور فولادسازی مورد استفاده قرار میگیرد که فعلاً بحث دربارة آن مورد نظر نیست. اما دربارة کوره های القایی و یا به عبارتی تکنولوژی گرمایش القایی، زمینة بحث بسیار گسترده و عمیق است که مختصری درباره آن صحبت می­کنیم: تکنولوژی گرمایش القایی در واقع تولید حرارت توسط میدان متغیر مغناطیسی قوی است که توسط سیستمهای مختلفی قابل تولید است.در گذشته این میدانها را توسط ژنراتورهای دینامیکی تولید می کردند. بدین شکل که یک ژنراتور فرکانس متوسط را با یک موتور سه فاز کوپل می کردند و با اضافه کردن یکسری خازن در مدار رزونانس، جریانهای متغیری را در داخل کویل گرمکن بوجود می آوردند. بر این مبنا حرارت در قطعة قرارداده شده در کویل بوجود می آمد. با پیشرفت تکنولوژی “الکترونیک قدرت” و ساخته شدن سوئیچهای سریع و قوی، نسل جدیدی از ژنراتورها بوجود آمد که اصطلاحاً به آنها ژنراتورهای استاتیکی گفته میشود. در این نوع ژنراتورها حرکت مکانیکی وجود ندارد. بهاضافه اینکه کنترل قدرت ژنراتور بسیار دقیقتر و کاملتر میسر است. نکتة مهم دیگر اینست که ساخت کورة القایی یک کار تکنولوژی‌بر است.حداکثر ۲۰ الی ۳۰ درصد قیمت یک کوره, مواد به کار رفته در آن می‌باشد و بقیه قیمت تکنولوژی آن است. به همین دلیل است که تکنولوژی آن را به ما نمی‌فروشند. البتهدولت ارزش این تکنولوژی را درک نمیکند و برای وام گرفتن، تنها ملک و زمین را به عنوان وثیقه قبول دارند و تکنولوژی را که ۵۰ میلیون دلار ارزش دارد به عنوان وثیقه قبول ندارند و برای آن ریالی ارزش قائل نیستند. اهمیت این تکنولوژی در این مطلب نهفته است که زیر بنای بسیاری از تکنولوژیها و صنایع می باشد و به عبارتی اکثر صنایع سنگین به نوعی به این تکنولوژی وابسته اند. مطلب دوم اینکه این تکنولوژی خود بسترساز بسیاری از تکنولوژیهای دیگر است که به نوبة خود برای کشور مفید خواهند بود. با توجه به نیاز کشور به این تکنولوژی به نظر می رسد می باید نظر مسئولین مربوطه نسبت به این صنعت بیشتر جلب گردد تا در آینده بتوانیم شاهد شکوفایی و رشد و ترقی روزافزون این تکنولوژی در کشور باشیم. موفق باشید حمیدی  Posted in اصـــــــــول ریـختـــــه گـــری | Tagged تاریخچه فولاد سازی, خواص مکانیکی فولادها, دسته بندی فولاد ها, ریخته گری فولاد و تاریخچه آن, ریخته گری پیوسته (CC), سیستم راهگاهی در فولاد ریزی, کورههای القایی, کورههای قوس الکتریک | Leave a reply ریخته گری Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply   آشنایی با فرایند ریخته گری ریخته گری یکی از مهمترین فرآیند های تولید است ، به طوری که مثلا در ایالات متحده آمریکا که یک کشور توسعه یافته صنعتی می باشد، ریخته گری از نظر حجم در مقام ششم صنایع اساسی قرار دارد. یک موتور ۸ سیلندر اتومبیل ممکن است تا حدود ۱۳۰ قطعه ریخته گری داشته باشد. قطعات ریخته گری (ریختگی) از نظر اندازه از حدود ۱ میلیمتر با وزن کمتر از ۱ گرم مانند دندانه یک زیپ لباس شروع و ممکن است تا حدود ۱۰ متر با وزن چندین تن، مانند قطعات کشتی های بزرگ اقیانوس پیما برسد . در فرآیند ریخته گری اگر قطعه حاصل از تولید به شکل نهایی باشد آن را قطعه ریختگی (Casting) و اگر به شکل واسطه باشد که بعدا به شکلها و مقاطع مختلف تبدیل شود آن را شمش (Ingot) می نامند.ریخته گری اساسا به فرآیندی گفته می شود که طی آن ماده مذاب ( معمولا یک فلز مذاب) در فضای خالی قالبی که قبلا تهیه شده ریخته می شود ، تا پس از انجماد شکل نهایی قالب را به خود بگیرد. امتیاز مهم ریخته گری در امکان تهیه اشکال پیچیده، قطعات با سطوح منحنی نامنظم، قطعات خیلی بزرگ و قطعاتی که امکان ماشینکاری آنها دشوار است، می باشد.امروزه تقریبا تمام فلزات را می توان ریخته گری کرد، اما این نکته همیشه باید مد نظر باشد که از هر فرآیند شکل دهی زمانی استفاده می کنیم که در مقایسه با روشهای دیگرمقرون به صرفه بوده و دسترسی به تجهیزات و لوازم آن آسان باشد. البته هر فرایند شکل دهی مواد از عواملی نظیرتعداد ، اندازه، کاربرد قطعه و توجیه فنی و اقتصادی تاثیر پذیر خواهد بود.فلزاتی که غالبا در ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: آهن، فولاد، آلومینیم، برنج، برنز، منگنز و بعضی از آلیاژهای روی. در میان این فلزات آهن از نظر خواص مطلوب ریخته گری از قبیل سیالیت در حالت مذاب، انقباض نا چیز بعد از سرد شدن ، استحکام کافی و موارد کاربرد ، بیش از سایر فلزات به روش ریخته گری شکل داده می شود. در حالیکه فلزات دیگری از قبیل آلومینیوم به علت وزن کمتر و مشخصات مخصوص در بعضی از صنایع از قبیل صنعت خودرو سازی ، به تدریج جای آهن را می گیرد.عموما مراحل ریخته گری فلزات به شرح زیر است :۱- طراحی قطعه مورد نظر و تهیه نقشه ریخته گری از آن.۲- تهیه مدل مناسب قطعه از روی نقشه های ریخته گری.۳- تهیه مذاب از فلز مورد نظربا آنالیز مطلوب.۴- تهیه قالب مناسب یا فضای خالی که به شکل قطعه است.۵- تهیه ماهیچه برای مناطق تو خالی قطعه ریختگی و نصب آن در داخل قالب.۶- ریختن فلز مذاب به داخل قالب با دما و سرعت مناسب به طوریکه گازهای متصاعد شده بتوانند از داخل قالب خارج شوند و فضای قالب به طور کامل از فلز مذاب پر شود.۷- کنترل سرد شدن فلز مذاب در داخل قالب به طوری که بر اثر انقباض، فضای خالی یا حفره در داخل قطعه ایجاد نشود.۸- بعد از انجماد قطعه ریختگی به راحتی باید بتواند از درون قالب بیرون بیاید.۹- قسمت های اضافی که به قطعه چسبیده اند باید به آسانی از قطعه جدا شوند. تهیه قالبتهیه قالب یکی از مهم ترین مراحل ریخته گری فلزات می باشد. توجیه پذیری اقتصادی، تعداد قطعه، اندازه قطعه، کیفیت سطح قطعه، پیچیدگی شکل قطعه از عوامل مهمی هستند که در قالب گیری یا تهیه قالب قطعات ریختگی باید مدنظر قرار بگیرند. امروزه مهمترین روشهای قالب گیری ( تهیه قالب) فلزات به شرح زیر می باشند:۱- ریخته گری در قالب ماسه ای۲- ریخته گری در قالب دائمی بدون فشار۳- ریخته گری در قالب دائمی تحت فشار( دایکاست)۴- ریخته گری گریز از مرکز که عمدتا در داخل قالب های فلزی صورت می گیرد. گرچه ممکن است در داخل قالب های ماسه ای نیز انجام شود.۵- ریخته گری بامدل های ذوب شدنی( Lost Wax Casting وLost Foam Casting ) که ریخته گری دقیقی برای قطعات بسیار بزرگ تکی می باشد.۶- ریخته گری پوسته ای ( Shell Molding )7- ریخته گری در قالب گچی ( Plaster Molding) که معمولا برای قطعات دقیق و زینتی به کار می رود که از آلیاژهایی که نقطه ذوب پائینی ( کمتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد ) دارند، ساخته می شوند. تهیه مدلمدل دقیق مشابه قطعه ریختگی می باشد که تغییراتی بر حسب نیاز بر روی آن انجام می شود. مدل های دائمی بر حسب تعداد قطعات ریختگی از چوب، پلاستیکهای فشرده یا آلومینیم ساخته می شوند.در ساخت مدل پارامترهایی باید مد نظر قرار بگیرند که عبارتند از:۱- اعمال ضریب انقباض فلز۲- شیب مدل۳- گوشت اضافی برای ماشین کاری اعمال ضریب انقباض فلزمعمولا اکثر فلزات به هنگام انجماد انقباض حجمی از خود نشان می دهند و قطعه پس از انجماد به طور پیوسته تا رسیدن به دمای محیط منقبض می شود. این انقباض ممکن است تا ۶ درصد نیز برسد. بنابراین در ساختن مدل حتما باید انقباض حجمی فلز منظور شود. نسبت کاستی به حجم قطعه موجود به بیش از ۲ درصد یا ۲۵/۰ اینچ در فوت می رسد. ضریب انقباض برای چند فلز معمول مهندسی به شرح زیر است:چدن ۸/۰ % الی ۱ %فولاد ۵/۱ % الی ۲ %آلومینیم ۱ % الی ۳/۱ %منیزیم ۱ % الی ۳/۱ %برنج وبرنز ۵/۱ %معمولا این ضرایب بر روی خط کش های مخصوص اعمال می شوند که مدل ساز برای ساخت مدل از خط کش مخصوص استفاده می کند.اگر قرار باشد مدل فلزی از روی مدل چوبی ریخته گری شود ، در مدل چوبی علاوه بر ضرایب انقباض قطعه، ضرایب انقباض مدل فلزی نیز منظور می شود.البته استفاده از خط کش های انقباض باید با دقت کافی انجام گیرد، زیرا انقباض حرارتی تنها عامل موثر بر تغییر ابعاد هنگام انجماد نیست. تبدیل های فازی (شامل واکنش های یوتکتویدی، مارتنزیتی و گرافیتی شدن) نیز می توانند موجب انقباض ها یا انبساط های قابل توجهی شوند.شیب مدلدر ریخته گری مدل های دائمی حتما باید مدل بتواند به راحتی از داخل قالب بیرون بیاید. بنابراین قالب معمولا دو تکه است. رعایت دقت محل جدایش یا سطح جفت شونده دو قسمت قالب بسیار مهم است. همچنین برای سطوحی از مدل که به موازات جهت خروج از قالب هستند، باید شیب مناسبی منظور نمود. اگر سطوح مدل دقیقا به موازات جهت خروج از قالب باشد بر اثر اصطکاک سطوح مدل با دیواره های قالب در موقع درآوردن مدل از قالب سطوح و دیواره های قالب کنده می شود. این اشکال در گوشه ها و زاویه های تیز دیده خواهد شد. برای جلوگیری از این کار در این گونه صفحات شیبی منظور می شود که با شکل ، اندازه و عمق مدل در ماسه متناسب می باشد.گوشت اضافی برای ماشین کاریدر اکثر قطعات ریختگی ، قطعات بعد از فرآیند ریخته گری، برای رسیدن به صافی سطح مطلوب و اندازه واقعی به انواع مختلفی از عملیات ماشین کاری نیاز خواهند داشت. برای انجام این ماشین کاری ها ابعاد مدل یا قطعه ریخته گری را تا اندازه ای بزرگتر از قطعه واقعی درنظرگرفته می شود.این ابعاد اضافی راگوشت اضافی برای ماشین کاری می نامند.آماده سازی ماسه قالب گیریماسه ای که برای ساخت قالب های ریخته گری به کار می رود عمدتا اکسید سیلیسم(SiO2) است. برای فلزاتی که نقطه ذوب بالایی دارند، از قبیل فولادها، از اکسید زیرکونیم(ZrO2) استفاده می شود.قالبی که از ماسه ساخته می شود باید استحکام کافی برای ریخته گری سالم قطعه مورد نظر را داشته باشد. علاوه بر آن هر ماسه ریخته گری حتما باید دارای مشخصات زیر باشد:۱- دیر گدازی یا قابلیت تحمل دمای فلز ریخته گری۲- چسبندگی یا قابلیت نگهداشتن شکل مطلوب پس از قالب گیری۳- نفوذ پذیری یا قابلیت عبور دادن گازها از خود۴- قابلیت متلاشی شدن پس از انجماد فلزبرای تعیین مشخصات ماسه آزمایشهای استانداردی روی ماسه انجام می گیرد که عموما پارامترهای زیر را تعیین می کند:۱- شکل ماده۲- اندازه دانه۳- توزیع دانه بندی۴- دمای ذوب ماسه۵- ناخالصی های ماسه ( میزان خاک رس و سایر اکسیدهای زود گداز)۶- سختی، استحکام، نفوذ پذیری بعد از فشرده شدن ( تر و خشک)۷- تاثیر مقادیر افزودنی ها روی خواص ماسه مختصری درباره ی فرآیند انجماد در ریخته گریانجماد عامل ایجاد بسیاری از ویژگی های ساختمانی است که کنترل کننده خواص محصول نهایی هستند. بسیاری از نواقص ریخته گری از قبیل انقباض و تخلخل گازی از فرایند انجماد حاصل می شوند، که با دقت در فرایند و اشراف به نواقص حاصله تا حدود زیادی می توان از شدت این نواقص بکاهیم. هر فرایند انجماد شامل دو مرحله می باشد که عبارتند از : جوانه زنی و رشد.جوانه زنیهنگامی که یک ذره جامدوپایداردرمایع مذاب تشکیل شود به این عمل جوانه زنی (هسته سازی) می گوییم.هنگام تبدیل به فاز جامد انرژی داخلی ماده کاهش می یابد ، زیرا در دماهای پایین تر، فاز جامد پایدارتر از فاز مایع است. در همین هنگام سطوح مشترکی بین نطفه های جامد و مایع مذاب اطراف تشکیل می شود که این عمل نیازمند انرژی است. به همین علت جوانه زنی در دمایی که قدری کمتر از نقطه ذوب تعادلی فلز است، شروع می شود. به اختلاف بین دمای نقطه ذوب و دمای شروع جوانه زنی، فوق تبرید می گویند.دربیشترکارگاه های بزرگ ریخته گری قبل ازریختن مذاب به درون قالب مقداری ناخالصی به آن اضافه می کنند ( به این عمل تلقیح یا پالایش دانه نیز می گویند). دلیل این کار این است که در این حالت انجماد بدون ایجاد یک فصل مشترک کامل گرد هسته صورت می گیرد.معمولا جداره های داخلی قالب و ذرات جامدی که به عنوان ناخالصی وارد مذاب شده اند، این سطوح را تشکیل می دهند. از آنجا که هر جوانه به بلور یا دانه ای در قطعه ریختگی منجر می شود و از طرفی ساختار ریز دانه دارای خواص مکانیکی و استحکام بهتری است، لذا هر عاملی که موجب هسته گذاری شود موجب بالا رفتن کیفیت محصول نهایی می شود. در نتیجه ذرات جامد ناخالصی مکانهای زیاد مناسبی برای جوانه زنی در سرتاسر قطعه به وجود می آورند و در نتیجه محصول ریزدانه و یکنواخت به دست می آید.رشدرشد وقتی صورت می گیرد که گرمای نهان ذوب به طور پیوسته از فاز مایع خارج شود.جهت، آهنگ و نوع رشد با با نحوه خارج کردن حرارت از فاز مایع ارتباط دارد. برای جبران نقیصه انقباض ، ماده مذابی که در طرف مایع وجود دارد، به طور پیوسته به طرف قالب جریان می یابد. هرچه آهنگ سرد کردن سریع تر باشد، ماده حاصله ریزدانه تر و در نتیجه دارای خواص مکانیکی بهتری خواهد بود.
+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:26 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


دستگاه فرز

فرز یکی از دستگاههای براده برداری می باشد که می تواند کارهایی مثل مسطح تراشی-شیارتراشی – فرم تراشی- پیچ تراشی- چرخ دنده تراشی و کارهای متنوع دیگر را انجام دهد.

دستگاههای فرز می توانند افقی یا عمودی باشند که افقی یا عمودی بودن آنها بستگی به وضعیت محور اصلی دستگاه دارد.اگر محور اصلی دستگاه فرز افقی باشد فرز افقی و اگر محور اصلی دستگاه فرز عمودی باشد دستگاه فرز عمودی نامیده می شود.

در دستگاههای فرز ابزار که می تواند به شکلهای مختلف باشد به محور اصلی بسته می شود و حرکت دورانی دارد و قطعه کار روی میز دستگاه بسته می شود که می تواند حرکت طولی-عرضی-ارتفاعی و چرخشی داشته باشد.حرکت میز مستقل از سرعت دورانی محور قابل تنطیم می باشد.ابزارهای مورد استفاده در دستگاه فرز تیغه نامیده میشوند که انواع مختلفی آن عبارتند از:

۱)تیغه فرزهای غلطکی:که قطر خارجی آنها عملیات براده برداری را انجام می دهد و برای مسطح تراشی استفاده می شوند.

۲)تیغه فرزهای پیشانی:که پیشانی آنها عملیات براده برادری را انجام می هند و برای مسطح تراشی در فرز های عمودی استفاده می شوند.

)تیغه فرز انگشتی:که می توانند از سطح پیشانی و سطح جانبی براده برداری کنند و برای ایجاد شیار در فرزهای عمودی استفاده می شوند.

۴)تیغه فرز پولکی:که می توانند از قطر خارجی براده برداری می کنند و برای ایجاد شیار در فرز افقی استفاده می شوند.

۵)تیغه فرزهای اره ای:که از قطر خارجی براده برداری می کنند و برای ایجاد شیار باریک و یا برش در فرز افقی استفاده می شوند.

۶)تیغه فرز مدولی و یا دیامترال:که برای انجام عملیات چرخدنده تراشی در فرزهای افقی استفاده می شوند.

۷)تیغه فرزهای انگشتی مدولی و یا دیامترال:که برای انجام چرخدنده تراشی در فرزهای عمودی استفاده می شوند.

۸)تیغه فرزهای فرم چرخ زنجیر:برای تراش چرخ زنجیر در فرزهای افقی استفاده می شوند.

۹)تیغه فرزهای جناغی:که باری ایجاد شیار شکل تحت زوایای مختلف ۳۰-۴۵-۶۰در فرز افقی استفاده می شوند.

۱۰)تیغه فرزهای کف تراش با تیغچه الماسهای قابل تعویض(( :که برای مسطح تراشی با سرعت بالا در فرز عمودی استفاده می شود.

۱۱)تیغه فرزهای غلطکی پیشانی:که برای کف تراشی و بغل تراشی در روی دستگاه فرز افقی یا عمودی استفاده می شود.

۱۲)تیغه فرزT شکل:که باری ایجاد شیارT شکل در فرز عمودی استفاده می شود.

۱۳)تیغه فرز پیچ تراشی:که برای پیچ زنی در روی فرز افقی استفاده می شود.

۱۴)تیغه فرز دم چلچله ای:باری ایجاد شیار دم چلچله ای در فرز عمودی استفاده می شود.

۱۵)تیغه فرزهای فرم:که می توانندانگشتی و یا پولکی و… باشند که در روی فرز افقی یا عمودی می توانند شیارهایی به فرم های مختلف را ایجاد نمایند.

جنس تیغه فرزها از فولادهای ابزار و یا از فولادهای تندبر(H.S.S) بوده و اغلب این تیغه فرزها بعد از چندین مرحله کار کند می شوند که قابل تیز کردن مجدد هستند.

محورهای ابزارگیر:

با توجه به نوع ماشین فرز محورهای ابزارگیر مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.در ماشین های فرز از محورهای ابزارگیری که آریور نامیده می شود استفاده می شود.

شکل محور ابزارگیر آریور به شکل زیر است که از یک قسمت مخروطی تشکیل شده است که این قسمت مخروطی داخل گلویی دستگاه فرز افقی قرار می گیرند و از پشت سر دستگاه توسط یک پیچ بلند بسته می شود انتهای دیگر آریور داخل یاتاقان بازوی دستگاه قرار می گیرد و ابزار برشی توسط خار روی محور آریور قرار می گیرد و توسط بوشهایی از نظر حرکت طولی کنترل می شود.آریورها در اندازه های مختلف۴۰-۳۲-۲۷-۲۲-۱۶میلیمتر می باشند بدین جهت تیغه فرزها باید دارای سوراخهای استاندارد ذکر شده باشند.

محورهای دیگری با طول کوتاه باری فرز افقی یا عمودی وجود دارند که ابزار توسط آن نگهداری می شود(کلت گیر)که دنبالهمخروطی آن مانند آریور است ولی برای نگه داری تیغه فرزهای انگشتی و پیشانی و…استفاده می شوند.


+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:24 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


Category Archives: ماشیـــن تــــــــراش خط تولیدظروف یکبارمصرف فوم Posted on 2012/07/26 by مدیر سایت Reply خط تولید ظروف یکبارمصرف فوم  ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن در صنایع مختلف بکار رفته و در ضمن فرآیند تولید محصول پیچیده نبوده و بسیار آسان می باشد. از طرفی با توجه به حجم بالا و وزن کم ظروف یکبار مصرف، هزینه بالایی جهت حمل و نقل این نوع کالا باید پرداخت شود و به همین دلیل تجار تمایلی به واردات این محصول نداشته و کلا تبادلات جهانی آن از رونق چندانی برخوردار نیست. به عبارت دیگر اکثر کشورها نیاز خود را از طریق تولیدکنندگان داخلی تامین می کنند.به طور کلی کشورهای تولیدکننده یا واردکننده مواد بالادست پتروشیمی مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن تولیدکننده ظروف یکبار مصرف نیز می باشند. بررسی اجمالی تکنولوژی تولید ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن تولید گرانولدر این مرحله مخلوط تهیه شده از پلیمر و مواد افزودنی که بصورت کامپاند یکنواخت و هموژن و به شکل گرانول می باشد گازگیری شده و آماده استفاده در کاربردهای گوناگون می شود. تولید ورق در این مرحله پلیمرهای تهیه شده به فرم گرانول پس از گازگیری وارد یک اکسترودر می شوند. مواد به علت حرارت و اصطکاک به حالت خمیری توسط پیچ حلزون به جلو رانده شده و از ورای یک قالب با مقطع کم و بیش پیچیده عبور می کنند. محصول پس از خروج از قالب می تواند دارای طول نامحدود باشد، به نحوی که بدون انقطاع و تا زمانیکه قیف را از مواد تغذیه کنند، محصول تداوم خود را حفظ خواهد نمود. تولید انواع ظروف یکبار مصرفدر این بخش ورق تهیه شده با ضخامت و پهنای معین وارد دستگاه ترموفرمینگ می گردد.در عمل سه روش عمده برای تهیه ظروف به روش ترمو فورمینگ وجود دارد:(Pressure forming) الف – قالبگیری فشاری(Vacume forming) ب – قالبگیری با ایجاد خلاء(Matched mold forming) ج- قالبگیری به روش درهم رفتن الف – قالبگیری فشاریاین روش شباهت زیادی به روش قالبگیری با ایجاد خلاء دارد به استثنای اینکه همزمان با ایجاد خلأ هوای فشرده نیز از بالای صفحه بکار گرفته می شود و این عمل سبب فشار آمدن به صفحه نرم شده، موجب تسهیل ورود آن به داخل قالب می گردد. ب – قالبگیری با ایجاد خلاءاین روش در حقیقت ساده ترین نوع فرآیند به طریق ترموفورمینگ می باشد که عبارت است از ثابت نگهداشتن صفحات پلاستیکی بر روی یک حجم سخت که به جعبه قالب وصل می گردد. سپس صفحه را تا زمان به دست آمدن حالت نیمه جامد حرارت می دهند و متعاقب آن در فضای میان قالب و صفحه خلاء ایجاد می گردد. فشار اتمسفر روی صفحه موجب می گردد تا صفحه به داخل قالب کشیده شود. مواد تا زمان خنک شدن و به شکل قالب در آمدن در قالب باقی می ماند. ج – قالبگیری به روش در هم رفتن در این فرآیند صفحه گرم شده با فشار میان قالب نری و مادگی محبوس شده و بدین صورت ظروف شکل می گیرند. تهیه و تنظیم :  شبکه تخصصی خدمات مشاوره الکترونیک ایطرح   http://www.etarh.com شرکت پارس رابین ( خاوران ) Posted in تولیــد قطعــات پلاستیکـــی, ماشیـــن تــــــــراش | Tagged تولید گرانول, خط تولیدظروف یکبارمصرف فوم | Leave a reply آموزش سوهان کاری Posted on 2012/07/26 by مدیر سایت Reply در این پست برای شما آموزش سوهانکاری با روش درست و صحیح را آموزش میدهیم سوهان کاری ، حرفه ای تخصصی دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت سوهان کاری است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود. سوهان: سوهان کاری از روش های براده ‏برداری از روی فلز است و سوهان که در کارگاه های آموزشی بیش از هر ابزار دستی دیگری به کار می‏آید، ابزار این کار است. سوهان را از فولاد ابزار کربنی با حدود ۳/۱ درصد کربن می‏سازند.   بخشهای مختلف سوهان عبارت‏اند از: ۱٫‏ دسته که چوبی یا پلاستیکی است ( دسته ‏های چوبی حلقه ‏ای دارند که مانع شکافتن چوب در هنگام جازدن دُم سوهان می‏شود )؛ ۲٫ دُم، که بخشی از سوهان است که در دسته فرو می‏رود؛ ۳٫ آج، که ساده یا چپ و راست است. از سوهان ساده برای سوهان کاری فلزات نرم ( مانند برنج و آلومینیم ) و از سوهان با آج چپ و راست برای سوهان کاری همه فلزات، به ویژه چدن و فولاد استفاده می‏کنند.   آج کاربرد نمونه وار زبر سوهان کاری فلزات نرم، پلاستیک ها متوسط شکل دادن فلزات و پلیسه گیری قطعات ریختگی چدنی نرم سوهان کشی و پرداخت فلزات سخت بسیار نرم سوهان کاری دقیق و پرداخت ظریف   انواع مقطع سوهان: سوهان ها با مقاطع مختلف ساخته می‏شوند که کاربرد آن ها به اختصار به شرح زیر است:   سوهان معمولی: لبه این سوهان ها صاف است و آج ندارد. بنابراین از این نوع سوهان ها برای سوهان کاری کنج هایی استفاده می‏شود که فقط یک وجه آن باید سوهان کاری شود.   سوهان تخت: برای کارهای عمومی کارگاهی   سوهان چهارپهلو: ایجاد شیارها و شکاف های  چهارگوش   سوهان گرد: گشاد‏کردن سوراخ ها و سوهان کاری سطوح خمیده   سوهان سه ‏پهلو یا سه ‏گوش: سوهان کاری کنج های تیز   سوهان بغل ‏تخت: سوهان کاری شکاف های بسیار باریک مثل شیار کلیدها چگونه سوهان کاری کنیم: حالت درست دست ها و روش در دست‏گرفتن سوهان در سوهانکاری از اهمیت بسیار برخوردار است. قطعه باید در ارتفاع مناسب تقریبا”هم سطح با آرنج برای کارهای سبک و اندکی کمتر برای کارهای سنگین روی‏گیره بسته شود. فاصله پاها از یکدیگر باید حدود ۲۰ سانتیمتر و زاویه آن ها نسبت به‏هم باید حدود ۹۰ درجه باشد. پای چپ نیز باید موازی با امتداد سوهان باشد. دسته سوهان را با دست راست بگیرید به‏طوری‏که انگشت شست روی دسته و انگشتان دیگر در زیر آن قرار بگیرند.   هنگام سوهان کاری فشار باید در حرکت پیشروی بر سوهان وارد شود زیرا آج ها یا دندانه‏های برنده رو به‏ سَرِ سوهان هستند. اگر فشار در حرکت برگشت بر سوهان وارد شود موجب براده‏ برداری نمی‏شود و تنها دندانه  ‏ها را کُند می‏کند. وقتی می‏خواهید سطح ‏تختی را پرداختکاری‏ کنید، بایداز روش سوهان کاری ‏دوطرفه استفاده کنید.   در این روش براده‏برداری چندانی انجام نمی‏شود و فقط خش های ایجاد شده در نتیجه عملیات سوهان کاری قبلی از بین می‏رود. در سوهان کاری‏دوطرفه، سوهان را عقب و جلو می‏کشید.   نکات ایمنی: ۱٫‏ سوهان ها را در مقرهای جدا از هم نگهداری‏کنید و اجازه ندهید به هم ساییده شوند. ۲٫ هرگز فولاد سخت‏سازی شده را سوهان کاری نکنید. ۳٫ از سوهان به جای چکش استفاده نکنید. ۴٫ سوهان را به اسید آغشته نکنید تا دچار خوردگی نشود. ۵٫ مکررا”از برس سوهان استفاده کنید تا آج های سوهان پر نشود.   نکته قابل توجه: وقتی براده‏های حاصل از سوهان کاری، محکم به آج های سوهان می‏چسبند، می‏گوییم سوهان پُر شده است. پرشدن آج های سوهان سبب می‏شودکه عمق نفوذ آن ها کاهش یابد و خراش های عمیقی روی سطح قطعه‏کار ایجاد شود. در نتیجه سوهان کار باید مقدار زیادی کار اضافی انجام دهد تا این خراش ها را حذف کند. برای جلوگیری از پرشدن سوهان، از برس سوهان استفاده‏ کنید.  Posted in اصـــول کـار بـا لــوازم کارگــاه, ماشیـــن تــــــــراش | Tagged آموزش سوهان کاری | Leave a reply تاریخچه دستگاه تراش Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply دستگاه تراش واجزای آن   ماشین‌های تراش که ابتدایی ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می‌روند، تاریخچه آن بین قرن ۱۷ و ۱۸ شروع شده که در ابتدا معمولی ترین و یا قدیمی ترین روش تراش، تراشیدن چوب بوسیله درخت بوده‌است. بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و آنرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در می‌آورد شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می‌تراشید این قدیمی ترین روش تراش چوب بوده‌است. • اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد. در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله دست بود، یک دست گرداننده محور آن (محور کار) مستقیما روی دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می‌باشد قرار گرفته‌است. در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده‌های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچ‌های متفاوتی پیش بینی شده بود. در سال ۱۷۹۶ یک انگلیسی به نام فیدمن برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود، که با عوض کردن چرخ دنده‌های روی محور اصلی و محور پیچ بری می‌توانست پیچهای مختلفی را بسازد. •در سالهای ۱۸۰۰ و ۱۸۳۰ در ایالات متحده امریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال ۱۸۳۶ شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال ۱۸۵۳ شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول ۲۰ فوت که کارهایی به قطر ۱۰ اینچ را می‌توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده‌های تعویضی بود. • بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده‌ای معروف است. این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می‌باشد. که به آسانی می‌توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید. قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش چرخ دستی حامل سوپرت طول این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می‌توان بوسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود. چرخ دستی دستگاه مرغک بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می‌توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولا با دست صورت می‌گیرد. با چرخاندن چرخ دستی، مرغک ثابت محور می‌تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می‌گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می‌توان، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد سوپرت دستی سوپرت دستی که روی [[سوپرت عرضی]] قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده‌است. با باز کردن پیچهای آن می‌شود سوپرت دستی را حول محور خود ۳۶۰ درجه چرخاند. با این دستگاه می‌توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می‌گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می‌شود. صفحه مخروطی تغییر محور اصلی صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد جدول مقدار پیشروی رنده برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود. وظیفه اصلی ماشین تراش وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد. اساس ماشینهای تراش بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است نیروهائیکه بر ابزار برش اثر می‌گذارند در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود. ۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی) عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین ۱.نوع رنده۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)۲.مقدار عمق براده۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)۴.سن و وضعیت ماشین۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود. فرمول مقدار سرعت برش سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰ سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲ که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود صفحه مخروطی تغییر محور اصلی صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد جدول مقدار پیشروی رنده برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود. وظیفه اصلی ماشین تراش وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد. اساس ماشینهای تراش بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است نیروهائیکه بر ابزار برش اثر می‌گذارند در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود. ۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی) عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین ۱.نوع رنده۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)۲.مقدار عمق براده۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)۴.سن و وضعیت ماشین۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود. فرمول مقدار سرعت برش سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰ سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲ که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود تعیین دور ماشین توسط دیاگرام برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می‌کنند معمولا تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده‌است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می‌دهد. انواع ماشین‌های تراش و ساختمان آنها ۱.ماشین تراش کوچک مرغک دار ۲.ماشین تراش ابزارسازی ۳.ماشین تراش معمولی نرم شده ۴.ماشین تراش پیشانی تراش ۵.ماشین تراش عمودیماشین تراش کوچک مرغک دار این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می‌تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می‌گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای آموزش و کارهای کوچک استفاده می‌شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای ساخته می‌شوند. از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می‌شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.ماشین‌های تراش ابزار سازی اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین‌ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می‌باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می‌شود معمولا آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می‌دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می‌شود. ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده‌اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می‌باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می‌باشد خواهد بود.ماشینهای تراش معمولی نرم شده از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می‌گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می‌ شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می‌باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می‌توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.ماشین‌های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می‌باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده‌است هنگامیکه لازم باشد می‌توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی‌کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت میتوان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.ماشین تراش پیشانی تراش کارهائیکه قطر آنها زیاد و طول نسبتا کمی دارند بوسیله این ماشینها تراشیده می‌شوند. موارد استفاده دیگر آنها در کارخانجات لکومتیو سازی مخصوص ساختن چرخهای لکومتیو و نیز برای ساختن چرخ طیار (چرخ لنگر) بکار می‌برند.ماشین تراش عمودی همانطوریکه از اسمش پیداست این ماشین بصورت عمودی قرار می‌گیرد، دستگاه قلم گیر بصورت منشور چند ضلعی که می‌تواند عمودی در طول حرکت خطی داشته باشد. دستگاه سه نظام آن بسیار بزرگ است و بطور عمودی قرار گرفته و دارای حرکت دورانی است، که برای گرفتن کارهای سنگین میباشد. در سوراخکاری هم از آن استفاده می‌کنند. و چون نسبتا سنگین است معمولا دارای سرعتهای زیاد نیست. اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هریک: ۱-ریل (میز) ماشین ۲-دستگاه یاطاقان محور اصلی (دستگاه جعبه دنده سرعت محور اصلی) ۳-دستگاه مرغک ۴- دستگاه حامل سو پرت ۵- جعبه دنده بار ۶- الکتروموتور ریل (میز)ماشین ریل ماشین تراش یکی از قسمتهای اساسی ماشین تراش را تشکیل میدهد که بطور دقیق طراحی و ساخته می‌شوند. و نیز بایستی دارای ساختمانی کاملا محکم باشد این قسمت روی پایه‌هایی که از چدن ساخته شده‌اند مستقر می‌باشند. دستگاههای دیگر از قبیل دستگاه حامل سو پرت و مرغک روی آن قرار می‌گیرند میز ماشین دارای راهنماهائی به شکل مثلثی و یا ذوزنقه‌است که با دقت ماشینکاری شده‌اند دستگاه‌های دیگری که روی این راهنماها قرار میگیرند نسبت به محور ماشین و یا قطعات کار بسته شده بر روی محور اصلی در یک راستا هستند دستگاه یاطاقان محور اصلی (پیش دستگاه با جعبه دنده سرعت) این قسمت در صورتیکه ساختمان جعبه دنده‌ای داشته باشد، شامل یک سری چرخ دنده با تعداد دنده‌های مختلف است به کمک چرخ دنده‌ها که با محور اصلی یاطاقان بندی شده‌اند قطعه کار گردش داده می‌شود. در بعضی از ماشینها محور اصلی روی جعبه دنده سرعت بوسیله بلبرینگ کارگذارده شده‌است. در ماشین‌های تراش کوچک دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای است که از دو فلکه سه یا چهار پله‌ای تشکیل میگردد که به صورت عکس روی دو محور موازی قرار میگیرند و در این صورت با داشتن قطرهای متفاوت، محور اصلی ماشین دارای دورهای مختلفی خواهد بود دستگاه مرغک دستگاه مرغک که جنس آن از چدن می‌باشد، می‌توان بر روی میز حرکت کرده و در هر نقطه که لازم باشد آنرا ثابت کرده و سپس عملیات تراشکاری را انجام داد. این دستگاه دارای محوری توخالی است که داخل آن به شکل مخروطی تراشیده شده‌است سطح آن کاملا دقیق تراشیده شده و به صورت اینچی و یا میلیمتری در جهت طولی مدرج شده که بوسیله پیچی میتوان دستگاه مرغک را از محل اصلی خود منحرف کرد. بعلاوه به وسیله پیچ و مهره و بست می‌توان دستگاه مرغک را در روی میز ماشین در هر محل که لازم باشد ثابت کرد. ضمنا هنگام برقوکاری و یا سوراخکاری بوسیله ماشین تراش میتوان پرهائیکه دارای دنباله مخروطی هستند مستقیما در داخل محور دستکاه مرغک قرار داده و عمل برقوکاری انجام میشود. از طرفی برای سوراخکاری از مته‌های دنباله مخروطی و یا سه نظام مته که دارای دنباله مخروطی است استفاده کرد. برای تراشکاری بین دو مرغک باید مرغک ثابت و یا مرغک بلبرینگی (متحرک) را در داخل محور قرار داده و تراشکاری را انجام داددستگاه حامل سو پرت: دستگاه حامل سوپرت در شکل نمایشی با رنگ زرد مشخص شده‌است که سوپرت عرضی و قلم گیر و رنده تراش در روی آن بسته میشود. این دستگاه بصورت طولی بین مرغک و محور اصلی حرکتی خطی دارد. این دستگاه از دو قسمت عمده تشکیل میشود. زین که فرمی صلیبی دارد. بر روی آن کشوهایی قرار گرفته‌است که بخوبی سنگ زده شده‌اند و دقیقا روی راهنماهای میز قرار میگیرند دوم قوطی حرکت بار که در جلو زین قرار گرفته‌است و دارای چرخ دنده‌های مختلف است این دستگاه بکمک چرخ دنده‌ها دارای حرکتی طولی و عرضی میباشد بوسیله دسته مخصوصی میتوان دستگاه حامل سو پرت را بصورت طولی حرکت خطی داد. بعلاوه سوپرت عرضی که روی دستگاه حامل سوپرت قرار گرفته میتوان بطریق عرضی حرکت کند یعنی بسمت تراشکار نزدیک و یا از او دور شود. بکمک چرخاندن دسته؛ سو پرت عرضی را میتوان در عرض حرکت عرضی دادجعبه دنده بار (گیربکس) این قسمت تامین مقدار پیشروی رنده در حالت پیچ بری (پیچ تراشی) و یا روتراشی و نیز پیشانی تراشی استفاده میگردد. باین صورت که میله پیچ تراشی و یا میله بار حرکت دورانی خود را از این جعبه دنده تغذیه میکند. با حرکت دورانی میله‌های پیچ بری و میله بار رنده تراشکاری در طول یا در عرض ماشین پیشروی کرده و قطعه کار تراشیده میشود، روی جعبه دنده جدولی قرار دارد که در زیر جدول شیارهایی موجود است که با قرار دادن بین دسته تعویض با در محل مناسب خود با مورد نیاز بدست می‌آید. h4> styleماشین تراش (lathe) یکی از ابتدایی ترین ماشین ابزارها بشمارمی آیند. اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد . از ماشین تراش برای تراشیدن انواع مختلف فلزات و چوب ها با سطح مقطعهای مختلف استفاد ه می شود . قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش : ● چرخ دستی دستگاه حامل ساپرت طولی: بوسیله آن دستگاه حامل ساپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و پیش دستگاه حرکت داد. ● چرخ دستی مرغک : بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک میتوان محور آنرا تغییر مکان داد. ● کنترل بار: بوسیله آن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم مینمائیم . ● ساپرت دستی : این وسیله که روی ساپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده است . ● صفحه مخروطی تغییر محور اصلی : روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است , که با چرخاندن آن بوسیله دست هر یک از دورهای لازم را که قبلاَ تعیین شده میتوان بدست آورد. ● جدول تعیین مقدار پیشروی رنده : برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته است که شامل جفت چرخ دنده هایی با نسبتهای معینی می باشد استفاده می گردد .  Posted in ماشیـــن تــــــــراش | Leave a reply ماشین تراش Posted on 2012/07/21 by مدیر سایت Reply دستگاه تراش واجزای آن ماشین‌های تراش که ابتدایی ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می‌روند، تاریخچه آن بین قرن ۱۷ و ۱۸ شروع شده که در ابتدا معمولی ترین و یا قدیمی ترین روش تراش، تراشیدن چوب بوسیله درخت بوده‌است. بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و آنرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در می‌آورد شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می‌تراشید این قدیمی ترین روش تراش چوب بوده‌است. • اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد. در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله دست بود، یک دست گرداننده محور آن (محور کار) مستقیما روی دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می‌باشد قرار گرفته‌است. در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده‌های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچ‌های متفاوتی پیش بینی شده بود. در سال ۱۷۹۶ یک انگلیسی به نام فیدمن برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود، که با عوض کردن چرخ دنده‌های روی محور اصلی و محور پیچ بری می‌توانست پیچهای مختلفی را بسازد. •در سالهای ۱۸۰۰ و ۱۸۳۰ در ایالات متحده امریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال ۱۸۳۶ شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال ۱۸۵۳ شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول ۲۰ فوت که کارهایی به قطر ۱۰ اینچ را می‌توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده‌های تعویضی بود. • بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده‌ای معروف است. این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می‌باشد. که به آسانی می‌توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید. قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش چرخ دستی حامل سوپرت طول این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می‌توان بوسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود. چرخ دستی دستگاه مرغک بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می‌توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولا با دست صورت می‌گیرد. با چرخاندن چرخ دستی، مرغک ثابت محور می‌تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می‌گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می‌توان، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد سوپرت دستی سوپرت دستی که روی [[سوپرت عرضی]] قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده‌است. با باز کردن پیچهای آن می‌شود سوپرت دستی را حول محور خود ۳۶۰ درجه چرخاند. با این دستگاه می‌توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می‌گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می‌شود. صفحه مخروطی تغییر محور اصلی صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد جدول مقدار پیشروی رنده برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود. وظیفه اصلی ماشین تراش وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد. اساس ماشینهای تراش بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است نیروهائیکه بر ابزار برش اثر می‌گذارند در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود. ۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی) عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین ۱.نوع رنده۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)۲.مقدار عمق براده۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)۴.سن و وضعیت ماشین۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود. فرمول مقدار سرعت برش سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰ سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲ که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود صفحه مخروطی تغییر محور اصلی صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد جدول مقدار پیشروی رنده برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود. وظیفه اصلی ماشین تراش وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد. اساس ماشینهای تراش بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است نیروهائیکه بر ابزار برش اثر می‌گذارند در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود. ۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی) عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین ۱.نوع رنده۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)۲.مقدار عمق براده۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)۴.سن و وضعیت ماشین۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود. فرمول مقدار سرعت برش سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰ سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲ که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود تعیین دور ماشین توسط دیاگرام برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می‌کنند معمولا تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده‌است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می‌دهد. انواع ماشین‌های تراش و ساختمان آنها ۱.ماشین تراش کوچک مرغک دار ۲.ماشین تراش ابزارسازی ۳.ماشین تراش معمولی نرم شده ۴.ماشین تراش پیشانی تراش ۵.ماشین تراش عمودیماشین تراش کوچک مرغک دار این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می‌تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می‌گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای آموزش و کارهای کوچک استفاده می‌شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای ساخته می‌شوند. از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می‌شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.ماشین‌های تراش ابزار سازی اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین‌ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می‌باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می‌شود معمولا آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می‌دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می‌شود. ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده‌اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می‌باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می‌باشد خواهد بود.ماشینهای تراش معمولی نرم شده از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می‌گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می‌ شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می‌باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می‌توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.ماشین‌های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می‌باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده‌است هنگامیکه لازم باشد می‌توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی‌کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت میتوان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.ماشین تراش پیشانی تراش کارهائیکه قطر آنها زیاد و طول نسبتا کمی دارند بوسیله این ماشینها تراشیده می‌شوند. موارد استفاده دیگر آنها در کارخانجات لکومتیو سازی مخصوص ساختن چرخهای لکومتیو و نیز برای ساختن چرخ طیار (چرخ لنگر) بکار می‌برند.ماشین تراش عمودی همانطوریکه از اسمش پیداست این ماشین بصورت عمودی قرار می‌گیرد، دستگاه قلم گیر بصورت منشور چند ضلعی که می‌تواند عمودی در طول حرکت خطی داشته باشد. دستگاه سه نظام آن بسیار بزرگ است و بطور عمودی قرار گرفته و دارای حرکت دورانی است، که برای گرفتن کارهای سنگین میباشد. در سوراخکاری هم از آن استفاده می‌کنند. و چون نسبتا سنگین است معمولا دارای سرعتهای زیاد نیست. اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هریک: ۱-ریل (میز) ماشین ۲-دستگاه یاطاقان محور اصلی (دستگاه جعبه دنده سرعت محور اصلی) ۳-دستگاه مرغک ۴- دستگاه حامل سو پرت ۵- جعبه دنده بار ۶- الکتروموتور ریل (میز)ماشین ریل ماشین تراش یکی از قسمتهای اساسی ماشین تراش را تشکیل میدهد که بطور دقیق طراحی و ساخته می‌شوند. و نیز بایستی دارای ساختمانی کاملا محکم باشد این قسمت روی پایه‌هایی که از چدن ساخته شده‌اند مستقر می‌باشند. دستگاههای دیگر از قبیل دستگاه حامل سو پرت و مرغک روی آن قرار می‌گیرند میز ماشین دارای راهنماهائی به شکل مثلثی و یا ذوزنقه‌است که با دقت ماشینکاری شده‌اند دستگاه‌های دیگری که روی این راهنماها قرار میگیرند نسبت به محور ماشین و یا قطعات کار بسته شده بر روی محور اصلی در یک راستا هستند دستگاه یاطاقان محور اصلی (پیش دستگاه با جعبه دنده سرعت) این قسمت در صورتیکه ساختمان جعبه دنده‌ای داشته باشد، شامل یک سری چرخ دنده با تعداد دنده‌های مختلف است به کمک چرخ دنده‌ها که با محور اصلی یاطاقان بندی شده‌اند قطعه کار گردش داده می‌شود. در بعضی از ماشینها محور اصلی روی جعبه دنده سرعت بوسیله بلبرینگ کارگذارده شده‌است. در ماشین‌های تراش کوچک دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای است که از دو فلکه سه یا چهار پله‌ای تشکیل میگردد که به صورت عکس روی دو محور موازی قرار میگیرند و در این صورت با داشتن قطرهای متفاوت، محور اصلی ماشین دارای دورهای مختلفی خواهد بود دستگاه مرغک دستگاه مرغک که جنس آن از چدن می‌باشد، می‌توان بر روی میز حرکت کرده و در هر نقطه که لازم باشد آنرا ثابت کرده و سپس عملیات تراشکاری را انجام داد. این دستگاه دارای محوری توخالی است که داخل آن به شکل مخروطی تراشیده شده‌است سطح آن کاملا دقیق تراشیده شده و به صورت اینچی و یا میلیمتری در جهت طولی مدرج شده که بوسیله پیچی میتوان دستگاه مرغک را از محل اصلی خود منحرف کرد. بعلاوه به وسیله پیچ و مهره و بست می‌توان دستگاه مرغک را در روی میز ماشین در هر محل که لازم باشد ثابت کرد. ضمنا هنگام برقوکاری و یا سوراخکاری بوسیله ماشین تراش میتوان پرهائیکه دارای دنباله مخروطی هستند مستقیما در داخل محور دستکاه مرغک قرار داده و عمل برقوکاری انجام میشود. از طرفی برای سوراخکاری از مته‌های دنباله مخروطی و یا سه نظام مته که دارای دنباله مخروطی است استفاده کرد. برای تراشکاری بین دو مرغک باید مرغک ثابت و یا مرغک بلبرینگی (متحرک) را در داخل محور قرار داده و تراشکاری را انجام داددستگاه حامل سو پرت: دستگاه حامل سوپرت در شکل نمایشی با رنگ زرد مشخص شده‌است که سوپرت عرضی و قلم گیر و رنده تراش در روی آن بسته میشود. این دستگاه بصورت طولی بین مرغک و محور اصلی حرکتی خطی دارد. این دستگاه از دو قسمت عمده تشکیل میشود. زین که فرمی صلیبی دارد. بر روی آن کشوهایی قرار گرفته‌است که بخوبی سنگ زده شده‌اند و دقیقا روی راهنماهای میز قرار میگیرند دوم قوطی حرکت بار که در جلو زین قرار گرفته‌است و دارای چرخ دنده‌های مختلف است این دستگاه بکمک چرخ دنده‌ها دارای حرکتی طولی و عرضی میباشد بوسیله دسته مخصوصی میتوان دستگاه حامل سو پرت را بصورت طولی حرکت خطی داد. بعلاوه سوپرت عرضی که روی دستگاه حامل سوپرت قرار گرفته میتوان بطریق عرضی حرکت کند یعنی بسمت تراشکار نزدیک و یا از او دور شود. بکمک چرخاندن دسته؛ سو پرت عرضی را میتوان در عرض حرکت عرضی دادجعبه دنده بار (گیربکس) این قسمت تامین مقدار پیشروی رنده در حالت پیچ بری (پیچ تراشی) و یا روتراشی و نیز پیشانی تراشی استفاده میگردد. باین صورت که میله پیچ تراشی و یا میله بار حرکت دورانی خود را از این جعبه دنده تغذیه میکند. با حرکت دورانی میله‌های پیچ بری و میله بار رنده تراشکاری در طول یا در عرض ماشین پیشروی کرده و قطعه کار تراشیده میشود، روی جعبه دنده جدولی قرار دارد که در زیر جدول شیارهایی موجود است که با قرار دادن بین دسته تعویض با در محل مناسب خود با مورد نیاز بدست می‌آید. h4> styleماشین تراش (lathe) یکی از ابتدایی ترین ماشین ابزارها بشمارمی آیند. اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد . از ماشین تراش برای تراشیدن انواع مختلف فلزات و چوب ها با سطح مقطعهای مختلف استفاد ه می شود . قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش : ● چرخ دستی دستگاه حامل ساپرت طولی: بوسیله آن دستگاه حامل ساپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و پیش دستگاه حرکت داد. ● چرخ دستی مرغک : بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک میتوان محور آنرا تغییر مکان داد. ● کنترل بار: بوسیله آن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم مینمائیم . ● ساپرت دستی : این وسیله که روی ساپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده است . ● صفحه مخروطی تغییر محور اصلی : روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است , که با چرخاندن آن بوسیله دست هر یک از دورهای لازم را که قبلاَ تعیین شده میتوان بدست آورد. ● جدول تعیین مقدار پیشروی رنده : برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته است که شامل جفت چرخ دنده هایی با نسبتهای معینی می باشد استفاده می گردد .   با تشکر ( حمیدی )  Posted in ماشیـــن تــــــــراش | Leave a reply جستجو Search روش های ساخت و تولید اصـــــــــول ریـختـــــه گـــریاصـــــول تـراشکــــــــــــاریاصـــــول جـــوشـکـــــــــاریاصـــــول سنـــگ زنــــــــــیاصـــــول فـــرزکـــــــــــــاریاصـــــول قـالـبـســــــــــــازیاصـــــول کـــار بـا دریــــــــــلاصـــول کـار بـا لــوازم کارگــاهتاریخچـــه تولیـــــد پیــــــــچتولید به روش متالـوژی پودرتولید به روش هیدروفرمینگتولیــد قطعــات پلاستیکـــیریختـــه گـــری دایــکاســـتپروســـه عملیــات حرارتــی معرفی انواع ماشین ابزار ماشین ابزار چیست؟ماشیـــن تــــــــراشماشیـــن فــــــــــــرزماشیــن آلات پــرسماشین آلات برشکاریماشین آلات سنگزنیماشیـــن خانکـــــشماشیـــن اسپـــارکدستگاه وایـــر کــاتماشینکاری با جت آب تکنولوژی در بخش صنعت اتـــومــاسیـــــون صـنـعـتـیکنتـــرل ماشیـــن ابــــــــزارابـــــزار شنــاســـــــــــــــیابـــزار های انـدازه گیـــــریانتقـــــــال قدرت با سیالاتطـراحـی و نقشـه کشـــیمطالبـــی درمـــورد اینـــورتر مواد و آلیاژ های صنعتی خــــــواص مـــــــــوادآهــــــــــــــــــــــــــنفـــــــــــــــــــــــــولادچـــــــــــــــــــــــــدنآلـــومینیـــــــــــــــــمفلـــز مـــــــــــــــــسفلـــزات غیــر آهنــیمـــــواد شیمیــــاییمـــــواد پلاستیـــــک آخرین مطالب ارسال شده ساخت و تولید و ماشین ابزارسیستم های هیدرولیک و پنوماتیکاشنایی با پنو ماتیک (نیوماتیک)سیستم های اندازه گیری سه بعدی CMMآموزش اندازه گیری طول قطعات با کولیسآموزش کار با میکرومترنقاله (زاویه سنج)پرگارهای اندازه گیریابزارهای اندازه گیریکولیس ورنیه دار سامانه صنعت گستر ایران ساخت و تولید و ماشین افزارسامانه خریــد فروش دستگاهماشینهای کنترل عددی (cnc) صنعت گستر تهران امــــــــــــــلاک صنعتی تهرانفروشــگاههای صنعتی تهرانواحـــــــــدهای صنعتی تهران صنعت گستر خراسان امــــــــــلاک صنعتی خراسانفروشگاهای صنعتی خراسانواحــــدهای صنعتی خراسان صنعت گستر اصفهان امـــــــــــلاک صنعتی اصفهانفروشگاهـای صنعتی اصفهانواحـــــدهای صنعتی اصفهان صنعت گستر آذربایجان امــــــــلاک صنعتی آذربایجانفروشگــاها صنعتی آذربایجانواحـــدهای صنعتی آذربایجان روش های ساخت و تولید اصـــــــــول ریـختـــــه گـــریاصـــــول تـراشکــــــــــــاریاصـــــول جـــوشـکـــــــــاریاصـــــول سنـــگ زنــــــــــیاصـــــول فـــرزکـــــــــــــاریاصـــــول قـالـبـســــــــــــازیاصـــــول کـــار بـا دریــــــــــلاصـــول کـار بـا لــوازم کارگــاهتاریخچـــه تولیـــــد پیــــــــچتولید به روش متالـوژی پودرتولید به روش هیدروفرمینگتولیــد قطعــات پلاستیکـــیریختـــه گـــری دایــکاســـتپروســـه عملیــات حرارتــی معرفی ماشین ابزار ماشین ابزار چیست؟ماشیـــن تــــــــراشماشیـــن فــــــــــــرزماشیــن آلات پــرسماشین آلات برشکاریماشین آلات سنگزنیماشیـــن خانکـــــشماشیـــن اسپـــارکدستگاه وایـــر کــاتماشینکاری با جت آب تکنولوژی در صنعت اتـــومــاسیـــــون صـنـعـتـیکنتـــرل ماشیـــن ابــــــــزارابـــــزار شنــاســـــــــــــــیابـــزار های انـدازه گیـــــریانتقـــــــال قدرت با سیالاتطـراحـی و نقشـه کشـــیمطالبـــی درمـــورد اینـــورتر مواد و آلیاژ های صنعتی خــــــواص مـــــــــوادآهــــــــــــــــــــــــــنفـــــــــــــــــــــــــولادچـــــــــــــــــــــــــدنآلـــومینیـــــــــــــــــمفلـــز مـــــــــــــــــسفلـــزات غیــر آهنــیمـــــواد شیمیــــاییمـــــواد پلاستیـــــک نوشته‌های تازه ساخت و تولید و ماشین ابزارسیستم های هیدرولیک و پنوماتیکاشنایی با پنو ماتیک (نیوماتیک)سیستم های اندازه گیری سه بعدی CMMآموزش اندازه گیری طول قطعات با کولیس Search
+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:23 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


روغن حل شونده (آب صابون) , مواد شيميايي , صنعتيفرمول اب صابون. ... فرمول آب صابون در تراشکاری. ... تمیز کننده ال سی دی ... فرمول آب صابون در تراشکاری ... 8PHR جايگزين ميگردد، هيچ گونه تأثيري در کاهش خواصي نظير پلاستيسيته، الانگيشن، نداشته و ... روغن فرآيند : روغن توليدي اين شرکت از نوع روغن هاي فرآيند براق

+ نوشته شده در  91/10/08ساعت 10:20 قبل از ظهر  توسط علی منافی  | 


بازديد : 2962 مرتبه
تاريخ : 11/7/1389 - 11:08:53


جوشکاری با لیزر

جوشکاری با لیزر

جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .

اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری :

به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO۲ . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .
محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO۲ است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO۲ بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود .
از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .
در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .
در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .
طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .

مزایای جوشکاری لیزر :

- حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود ( باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود ) .
- محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و … را میتوان به یکدیگر جوش داد .
- در این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود .
- از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست .
- اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد .
- به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل میشود .
- جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیز تر است .

محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر :

سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( ۲۵ تا ۲۵۰ میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد .

موارد استفاده اشعه لیزر :

از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.


جوشکاری با لیزر

چکیده»

 درسالهای اخیر جوشکاری بوسیله پرتو لیزر یا جوشکاری بوسیله لیزرهای دوتایی به یک تکنیک متداول تبدیل گردیده است. مطالعات گذشته نشان می دهد استفاده از پرتوی لیزر دوتایی می تواند اصابت بر آمدگی هات را در سرعت بالا اتفاق نی افتد به تاخیر انداخته و باعث کم شدن سرعت سود کردن می شود. در طول این مطالعات یک آزمایش با جزئیات کامل برای نشان دادن مزایای لیزرهای دوتایی و درک بهتر مکانیزم برای بهبود کیفیت انجام پذیرفت. در این آزمایش از یک لیزر    کیلو وات که به دو انشعاب تقسیم شده بود بطوریکه تین دو پرتو در پشت سر هم قرار داشتند. برا ی جوشکاری استفاده شده آزمایش نشان داد که لیزرهای دو تایی بصورت فاحشی کیفیت را بهبود می بخشند. برای فولاد ها ، کیفیت سطحی با کاهش عیوبی از قبیل ، فوران حوضچه ، ترکهای داخلی و بالا رفتن چقرمگی ، کاهش ترک مزکزی بالا رفته و در آلمینیوم نیز این بهبود شامل ایجاد سطحی صاف وکاهش عیوبی از قبیل آخال ها ، شوراخهای سطحی و ترکهای زیرین می باشد. یک دوربین تحقیقاتی سرعت بالا در بالای قطعه کار که ارتفاع و اندازه توده  بخاری نشان می داد، علوم ساخت که در میانگین نوسانات فرکانس مسبت به لیزرهای تک پرتو تغییرات فاحشی انجام گرفته است. این اغییرات برای فولاد 2/1 کیلو هرتز بوده است. همانگونه که نوسانات وابسته به ناپایدار بودن سوداخ کلید است ناپایدار بودن تودة بخار نیز باعث ناپایدار بودن فرآیند جوش می شود وبه جوشی فقیر منجر می شود. در جوشکاری با دو لیزر توده بخار فقط نوسانی در فرکانس مشخص پیدا کرده اما اندازه توده بخار تغییرات کمی در حین جوشکاری دارد. فرآیند پایدار شده و به بهبود کیفیت در جوشکاری با لیزر کمک می کند.

مقدمه:

جوشکاری با لیزر
لیزر یك نام اختصاری به معنی تقویت نور با انتشار برانگیخته تابش است . فرآیند به برخورد یك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شدید به قطعه كاری كه ماده به وسیله تبخیر از آن خارج میشود بستگی دارد .جوشكاری و برشكاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشكاری بوده كه در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كیفیت ، سرعت و قابلیت كنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمركز كردن اشعه لیزر روی فلز یك حوضچه مذاب تشكیل شده و عملیات جوشكاری انجام می شود .

جوشکاری با لیزر بطور گسترده ای در صنایع اتومبیل سازی فضایی ، الکترونیک و صنایع سنگین برای اتصال فلزات مختلف بکار گرفته می شود. در صنایع اتومبیل سازی لیزرهای قدرت بالا جهت جوشکاری قسمت های زیادی از قبیل بدنه ، اگزوز و ... استفاده می شود گزارش شده در حدود 70 میلیون درز جوش در سال 2000 بطور کلی در سال 2000 بطور مناسب جوشکاری شده که این آمار در سال 2001 به 95 میلیون می رسد.

بطور کلی با مسائلی چون  آخال، سوراخهای سطحی لایة بی شکل با ترکهای زیرین و ترک انجمادی که در اثر جوش با لیزر پدید می آید اغلب مواجه هستیم. صنایعی که از لیزر استفاده می کنند همیشه به دنبال روش های اقتصادی برای بهبود کیفیت جوش و کاستن از سختی در آماده سازی قطعات بوده اند یک تکنیک جوش که با ترکیب دو لیزر قوی که به "جوشکاری با دو پرتو" معروف است. در سالهای اخیر مورد تحقیق قرار گرفته استو آزمایشات ابتدایی نشان داد که پرتوی دوتایی دارای چندین مزیت نسبت به حالت تک پرتو میباشد. در مورد آزمایشات جوش با پرتو الکترول "EB" که بوسیله شخصی بنام arataetal انجام شد که در آن نیز از دو پرتو الکترون برای جوشکاری استفاده می شد ، ثابت شد که اگر یک پرتو دنبال پرتو اول وارد حوضچه مذاب شود می تواند سرعت جوشکاری را تا 50% افزایش دهد دذر فرآیند پرتوهای دوتایی ، می تواند دو پرتو در دو طرف قطعه قرار گیرد یا اینکه تست سر هم باشد.

شخصی به نام (منراد با ناس) از یک آیینه خم پذیر جهت منشعب کردن یک پرتو لیزر به دو پرتو استفاده کرد که جهت افزایش بیشتر تلرانس تنظیم از حالت دو طرفه استفاده کرده نتایج یم آزمایش نشان دار جهت جوشکاری در زها با fit upتارانس ها عبور پیدا کرده استفاده از حالت دو طرفه مناسب تر است. برای یک لیزر تک پرتو محاسبات ساده نشان می دهد که فاصله بین دو صفحه جهت جوشکاری برای صفحات نزدیک به هم برابر 10 در صد ضمانت ورق و برای جوش قطعاتی که خم خورده باشند به 25% می رسد استفاده از پرتو لیزر دو طرفه در بهبود fitup تلرانس جوش در درزها مناسب است.

بر طبق گزازشات پرتوهای لیزر دوتایی که پشت سر هم قرار گرفته اند نسبت به لیزرهای تک پرتو دارای مزایای بیشتری از قبیل کیفیت می باشد. مطالعات جاری بر روی حالت قرار گیری پشت سر هم استوار است.

دراین متن بجز مکانهایی که مشخص شده است منظور از پرتو دوتایی دو پرتو پشت سر هم است.

یکی از مزایای جوشکاری با دو پرتو شامل کاهش سرعت سرد شدن در بیش از فولادهای پر کن می باشد گفته شده است که زمان سرد کردن بین 800 تا 500 درجه می تواند از 8/3 به بیش از هفت افزایش یابد که این کار با افزایش فاصله بین دو پرتو (فاصله ورودی)که شامل دو پرتو 5 کیلو وات  بوده انجام گردیده یک آزمایش بر روی 4140 AISI که بوسیله (lix &kannaty) انجام گردیده یک لیزر بر روی سطح متمرکز شده و عمل جوشکاری را انجام می دهد و دیگری بصورت یک باند در فاصله 10 میلیمتری از اولی حرکت می کندکه نسبت به حالت تک پرتویی باعث سرعت سرد شدن کمتری شده در نتیجه کاهش سختی و تشکیل درصد حجمی کمتری مارتنزیت را منجر می شود . نتایج مشابهی نیز برای صفحات فولادی پر کربن که با لیزر YAG پالسی دو پرتوی جوش داده شده اند بدست آمده است . روش های مختلف مدل سازی ریاضی سرعت سرد شدن در پرتو های لیزری دو تاپی بوسیله کاناتی ایجاد شده است .

این آنالیز تئوری نشان می دهد سرعت سرد شدن در مرکز جوش از 1004  برای یک لیزر تک پرتو به  570 برای حالت دو پرتو که به فاصله 10 میلیمتر از یکدیگر و قدرت 8/1 کیلووات دارد می رسد . همچنین گزارش شده است لیزرهای دو تایی باعث کم شدن   ها و همچنین جلوگیری از ترک خوردگی  جوشکاری در آلیاژهای آلومینیوم می شوند. هنگامی که قسمت عمدۀ لیزر اول بر روی سطح متمرکز شده و لیزر دوم بصورت غیر متمرکز در فاصله 2 میلیمتری بالای قطعه کار قرار دارد مقدار آخال می تواند بصورت زیادی کاهش یابد.

در این آزمایش دو لیزر Co2 با قدرت 5 کیلو وات و با زاویه 30 درجه نسبت به هم و فاصلۀ 3 میلیمتر نسبت به یکدیگر با هم ترکیب شده است. استفاده از لیزرهای YAG، قدرت 200 وات با خروجی ممتد و قدرت 410 وات با خروجی متفاوت می توانند از ریز ترکهایی که در صفحات آلومینیومی A5052 با ضخامت 1 میلیمتر در حین جوشکاری پدید می آید جلوگیری کند. در یک آزمایش مشابه با استفاده از دو لیزر متناوب YAG ، نشان می دهد آخال ها و ترک ها در هنگام جوشکاری ورق آلومینیوم A5005  به قطر 0/8 میلیمتر کاهش یافته است. در این آزمایش، عمده میزان پرتوی لیزری بر روی سطح قطعه کار  متمرکز شده بود بطوریکه دارای زاویه چرخش 10 درجه می باشد و اشعه پشتی با زاویه 45 بسمت پایین متمرکز شده است. در این صورت یک جوشکاری بدون آخال و تر ک خواهیم داشت که با شرایطی چون فاصلۀ 4/0 ~ 2/0 میلیمتر یک لیزر پالسی با فرکانس 10 هرتز که طول هر پالس 3 میکرو ثانیه بوده همچنین دارای سرعت 140 میلیمتر در دقیقه و 18 ژول انرژی برای لیزر اول و 9 ژول انرژی برای لیزر دوم می باشد. به محض اینکه فاصله بین دو لیزر به بیش از 6/0 میلیمتر افزایش یافت. تاثیر بیشتر در کاهش آخال و ترک در آزمایشات از بین رفت.

تغییرات در عنق جوشکاری در لیزرهای دو پرتویی نیز مورد تحقیق قرار گرفت یک آزمایش که تاثیر فاصله بین ورودی لیزرها و نسبت قدرت این دو پرتو را بر عنق و عرض جوش نشان می داد توسط شخصی بنام Glumann انجام گرفت. در این آزمایش زاویه بین دو نوع لیزر او نوع CO2 ، 30 درجه و قدرت های لیزرهای ترکیب شده به قرار (3500و 400) و (1700و3500) و (900و3500) وات بوده است. نتایج آژمایش نشان داد عمق و پهنای جوش در فواصل تو 10 و 20 میلیمتر دارای تغیبرات بسیار کمی بود. آزمایشات مجدد نشان داد که عمق ایجاد شده بوسیله یک لیزر تک پرتو  و لیزر دو پرتوی اگر لیزر دوتایی بر روی یک حوضچه متمرکز بود عموماً با هم یکسان بودند در آزمایشات دیگر که از یک لیزر پالسی را کیلو واتی و یک لیزر 2 کیلو وات ممتد استفاده شده بود اشعه های لیزر بر روی یک حوضچه مشابه که از فولاد زنگ نزن 304 تشکیل شده بود نشان داد عمق جوش بین 7 به 5 میلیمتر با تغییر زاویه بین آنها در حال تغییر است دلیل این امر بعلت اینکه نتایج ذکرشده اولیه در شرایط آزمایشگاهی متفاوتی انجام گردیده بود پایان داده به بحث و بحث شماسی جوش و ارتباط آن با لیزرهای دو پرتویی آسان نیست.

در اغلب آزمایشات عبارت (پرتوی دوتایی) به معنی دو لیزر که برای  جوشکاری استفاده می شود می باشد. با یان وجود لیزرهای مورد استفاده در این آزمایشات در یک لیزر کم قدرت متناوب یا ممتد YAG به یک لیزر پرقدرت ممتد CO2 تبدیل گردید همچنین نحوه نصب دو پرتوی لیزر دارای تفاوت هایی از قبیل فاصله بین دو پرتو و زاویه بین دو پرتو و زاویه بین دو پرتو و مکان تمرکز و همچنین نسبت های قدرت این دو لیزر می باشد. تقسیم لیزرهای دو تایی می توانند از طریق ادغام دو لیزر که با هم دارای زاویه هستند و یا از طریق منشعب کردن یک پرتو به دو پرتوی موازی که بوسیله یک منشعب کنندۀ نوری انجام گیرد ساخته شود. بیشترین مقدار لیزرهای دوتایی از ترکیب دو لیزر YAG ساخته شده و علت آن تغییرات آسان در آن با استفاده از فیبر نوری می باشد. این کار برای لیزرهای CO2 نیز با استفاده از سیستم های نوری مخصوص بشکل دیوار امکان پذیر است پرتوهای دو تایی ترکیب شده دارای تغییر پذیری بیشتری در مورد فاصله بین دو پرتو و نسبت قدرت این دو پرتو می باشد. بنابراین لیزرهای منتخب شده اغلب موازی بوده و دارای پیلاریزاسیون مشابه یکدیگر است. بر اساس نوع ترتیب قرار گیری لیزرهای دو پرتویی، این لیزرها عموماً به دو نوع تبدیل می شوند که شامل زاویه دار  و موازی می باشد . بیشترین نوع لیزر مورد استفاده از نوع زاویه دار گزارش شده که می توان با آنها به فاصله دو پرتویی بسیار کمی دست یافت. در نوع موازی فواصل عموماً زیاد است و از آنها برای کاهش سرعت سرد شدن استفاده می کنند در سیستم های مشابه با فاصله زیاد دو لیزر YAG می توانند به راحتی با یک فیکسچر عادی بکار رگفته شود و یا اینکه از یک منشعب کننده و یک لیزر CO2 که زیر 2 کیلو وات قدرت دارد استفاده کرد. اعتقاد بر این است مکانیزم های جوشکاری و تاثیر شدید آن در جوش لیزری می تواند با کمی تفاوت بین حالت موازی و زاویه دار در فرآیندهای  دو پرتویی ایجاد شود همچنین با تغییر فاصله بین دو پرتو نیز در حالات موازی و زاویه دار  این تغییر مکانیزم ایجاد می شود.عموما سه حالت در مکانیزم جوش موازی بر اساس فاصله بوجود می آید. اولین حالت هنگامی است که فاصلۀ بین دو پرتو زیاد بوده و یک پرتو یک سوراخ ایجاد کرده و نقش دیگری بعنوان یک منبع حرارتی جهت عملیات حرارتی می باشد. دومین حالت دو پرتو لیزر دو سوراخ کلید را دارید حوضچه ایجاد کرده و قسمت عمده خصوصیات روند تغییر می کند حالت سوم از پرتوهای موازی فاصلۀ بین دو پرتو کم بوده و در پرتو یک سوراخ  کلید مشترک ایجاد می کنند. در حالت زاویه دار نیز مکانیزم بر حسب فاصلۀ بین دو پرتو متفاوت بوده ومشابه حالت موازی است.

وقتی فاصله بین دو پرتو در حالت موازی زیاد است (نوع اول) عمده انرژی در پرتو اول است و نقش جوشکاری را ایفا کرده تا یک سوراخ کلید ایجاد نماید و لیزر و عموما غیر متمرکز بوده یا اینکه قدرت کمتری داشته و برای انجام عملیات در جوشکاری لیزر استفاده می شود. در این مورد سرعت سرد شدن کاهش یافته و برای بعضی مواد از قبیل فولادهای پرکربن که حساس به ترک هستند مناسب می باشد بعلاوه مقدار ساختار نسبتی (BOinitic) در فلز جوش و منطقه اطراف جوش افزایش یافته است و همانطور که انتظار می رفت مقدار چقرمگی افزایش می یابد. این مزیت با تعدادی آزمایش بدیت امده و به نحوی بوسیله روشهای مدل سازی ریاضی تحلیل می گردد هنگامیکه فاصله بین دو پرتو مقدار معینی کاهش یابد مکانیزم جوش به حالت دوم تبدیل شده و هر دو لیزر در یک حوضچه اثر کرده اما دو پرتو لیزر دو سوراخ کلید جداگانه می سازند. در ابتدا جوشکاری با پرتوی الکترونی بحث تاثیر فاصلۀبین پرتوها برتوده جریان مذاب  در حوزچه جوش و شکل برآمدگی و ترک های زیرین مطرح شد. فاصله های مورد آزمایش 4 و 7 . 16 میلیمتر بودند در حالت 7 میلیمتر حالت خهای بی شکل و  برآمده ای وجود  نداشت زیرا تاثیرات مستقیم بر جریان حرکت مذاب و اصل حوضچه ذوب داشت.

برآمدگی و عیوب سطحی مشابهی در حالات 4و 16 میلیمتر بوجود آمد در این آزمایشات دو سوراخ کلید جداگانه با دو پرتوی الکترونی مشابه بوجود آمد که در یک حوضچه قرار داشتند وقتی فاصله جزئی بود. مکانیزم به حالت سوم سوق پیدا می کرد. این در حالتی بود که اگر دو اشعه لیزر به هم زیاد نزیدک بودند یک سطوح کلید ایجاد می کردند. تعداد محدودی از این آزمایشات در حالت موازی یا فاصله کم گزارش شده است.

در حالت پرتوهای زاویه یافته مکانیزم عمل مقداری با حالت موازی متفاوت است در حالت زاویه یافته یک سوراخ کلید قیفی شکل در شرایطی که در یک لیزر CO2  با زاویه 30 قرار گرفته و فاصله بین دو پرتو 1002 میلیمتر است ایجاد شده سوراخ کلید در حالت زاویه دار بزرگتر بوده بنابراین امکان متلاشی شدن آسان نمی باشد بنابراین حالت زاویه دار پایداری سوراخ کلید را بالا برده و کیفیت جوش افزایش می دهد در این نوع از پرتوهای دو تایی لیزر CO2  از  یک سیستم نوری مخصوص برای ترکیب دو پرتوی پر قدرت CO2  استفاده می شود.

اگر چه بر روی  فرآیند جوشکاری با لیزرهای دوتایی تحقیقات زیادی شده است بسیاری از   از قبیل مکانیزم هوش و تاثیر ان بود ریخت شناسی معلوم شده است اما هنوز درک ما از آن ناکافیست.

برای درک بهتر فرآیند و بهرۀ بهتر از تکنیک های پایدار در صنعت یک مطالعه جامع درباره جوشکاری با دو لیزر در طول تحقیقات انجام شد. یک لیزر CO2 قدرت بالا به دو لیزر با قدرت برابر بوسیله آینه گوه ای تقسیم شده اند و این در حالی است که هنگامی که بر روی جسمی متمرکز می شوند اغلب با هم موازی هستند. پرتوهای دوتایی لیزر CO2  برای جوشکاری ورق های فولاد و آلومینیوم و لیزرهای تک پرتویی مرسوم بعنوان یک پی استفاده می شود.

ساختار جوش از قبیل کیفیت چگونه شد، حساسیت به ترک، سختی جوشکاری و عیوب مورد تحلیل قرار گرفت و نیز رفتار پویای توده بخار یا ییک دوربین سرعت بالا مورد ت تحقیق قرار گرفت.

در این مطالعات یک لیزر CO2  (kw 6) مواز ی با فاصله کم میان پرتوها مورد استفاده قرا رگرفت یک آئینه گوه ای در جلوی آینه متمرکز کننده بجای آینه تخت که باعث منشعب شدن اشعه به دو قسمت می شد، قرار گرفت. چگالی انرژی جذب شده مربوط به انشعابات بوسیله یک ثبت  کنندۀ کیفیت بالا ضبط گردید می توان از این آزمایشات نتایجی چون ابعاد اشعه لیزر، فاصله دو پرتو ، چگالی انرژی را بدست آورد و قطر لیزرهای دو پرتویی و فاصله بین آنها به ترتیب 4/0 و 2/1 میلیمتر  بدیت آمد و دارای فاصله کانون 200  است فاصله بین دو پرتو در حالات گوه ای  و کانونی مقادیر عینی است در طول مطالعات یک فاصله ثابت بین دو پرتو برای تحقیقات مد نظر بوده این نحوه نصب باید یک سوراخ کلید مشترک ایجاد کند که  اکثر شرایط مانند مکانیزم سوم می باشد. لیزرهای kw6 و CO2  یک پرتویی استفاده مناسبی در جوشکاری دارند.

مطالعات جوشکاری شامل جوشکاری روی سطح و جوشکاری اتصالی برای صفحات آلومینیوم و مواد بوده سات در حالت جوشکاری روی سطح از ورق آلویمنیوم 5052 با قطر 5 میلیمتر و ورق فولادی AlSI1045 با قطر 6/25 میلیمتر استفاده گردید قدرت لیزر در 6 کیلو وات ثابت نگه داشته شده و سرعت حرمت اشعه بین  7/62 تا 0.625 متر بر دقیقه تغییر می کرد . اشعه لیزر بر روی سسطوح بوسیله یم آیینه شلجمی 200 میلیمتری متمرکز شده و گاز هلیوم نیز به عنوان گاز محافظ در منطقه جوش با سرعت 20 لیتر در دقیقه منتقل می شد.

در نفوذ کامل جوشکاری اتصالی ورق 9045 فولادی با ضخامت 25/6 میلیمتر و ورق آلومینیوم 5083 با ضخامت 3 میلیمتر استفاده گردیده این ورق ها قیچی شده و هیچ گون هعملیات ماشین کاری بر روی لبه های آن انجام نشده است، قدرت لیزر و سرعت حرکت آن برای ورق قولادی به ترتیب 6 کیلو وات و 25/1 متر بر دقیقه بود و برای صفحات آلومینیومی قدرت 3 کیلو وات در حالت تک اشعه و در حالت دو اشعه 5/4 کیلو وات و در سرعت حرکت 81/3 متر بر دقیقه ثابت نگه داشته شد گاز محافظ نیز برا ی جوشکاری آلومینیوم گاز هلیوم بود. فرآیند جوشکاری که بر روی آلومینیوم انجام شده بوسیله تک اشعه و دو اشعه CO2  جوشکاری شده بود بوسیله چشم بازرسی شده و همچنین جهت تشخیص ترک ها و آخال ها از رادیو گرافی اشعه x استفاده شد. سختی در نقاط تحت تاثیر جوش و همچنین فلز باید مورد تحقیق قرار گرفت.

برای درک بهتر اثر متقابل مکانیزم لیزر و فلز در لیزرهای دو پرتویی یک دوربین سرعت بالا برای ثبت رفتارهای پویای توده بخار در بالای قطعه کار که بروش لایه گذاری روی سطح جوشکاری شده نصب گردید این قطعه  کار ورق فولادی 0.045 با ضخامت 6.35 میلیمتربود.

دوربین نصب شده یک دوربین تحلیل گر حرکت سرعت بالا مدل 4540 ساخت شرکت Kodak که قابلیت ثبت 9000 فریم بر ثانیه را داشت بود.

جوشکاری های اتصالی با نفوذ کامل که بر روی فولاد 9045 و بوسیله لیزرهای دو پرتو و تک پرتو انجام شده است در شکل 6  قابل مشاهده است جوشکاری که بوسیله دو پرتویی انجام شده است سطحی صاف  اما جوشکاری با لیزر تک پرتو خشن و بی شکل است. نتایج جوشکاری لایه گذاری بر روی سطح بر روی ورق فولادی 1045 که سرعت حرکت در ان بین 25/1 تا 62/7 میلیمتر بر دقیقه متغیر و لی مقدار قدرت آن در مقدار ثابت 6 کیلو وات ثابت مانده بود در شکل 7 نشان  داده  شده، در حالت جوشکاری بر روی سطح با تک پرتو لایه های کم عمق که با سرعت بالایی تولید شده دارای کیفیت قابل قبولی بوده اما لایه گذاری های عمیق که با تک لیزر انجام شده بود اغلب دارای سطحی معیوب و بی شکل می باشد در حالیکه حالت دو پرتوی که با شرایط یکسان لایه گذاری شده بود در تمام حالات دارای سطحی صاف و بدون عیب بود. این نوع جوشکاری دارای پارامترهایی برتر از پارامترهای بازرسی معمولی است.

آلیاژ  آلومینیوم از نظر مشکل بودن عملیات جوشکاری با لیزر معروف می باشند که مهمترین علل آن قابلیت انعکاس بالا انتقال حرارت بالا و دمای جوش پایین می باشد. عیوب جوشکاری از قبیل سوراخ های سطحی ترک های داخلی تخلخل و لایه های شکل اغلب دیده می شود.

یک جوشکاری با نفوذ کامل را می توان بوسیله یک لیزر Co2 در حالت دو پرتویی با سطحی کاملاً صا ف ایجاد نمود همانطور که در شکل 8 نشان داده شد لیزرهای تک پرتویی جوشی بی شکل همراه با ترشح ایجاد می کنندنفوذ جزئی در حالت لایه گذاری روی سطح برای حالت تک پرتو و دو پرتویی درشکل 9 نشان داده شده. همانطور که انتظار می رفت جوشکاری با لیزرهای دو پرتویی دارای عیب کمتری نسبت حالت یک پرتویی می باشد. عموماً  لیزرهای YAG برعکس لیزرهای Co2  بعلت طول موج کوتاه برای جوشکاری آلومینیوم مناسبتر هستند البته با تحقیقات بر روی لیزرهای Co2 توانسته اند جوشکاری دو پرتویی آلیاژهای آلومینیوم نیز استفاده کنند.

سختی و ترک مرکز در جوشکاری ورق های فولادی 9045 که بوسیله هر دو نوع لیزر تک پرتو و دو پرتو جوشکاری شده بود و دیده شد که در شکل 10 نشان داده شده همچنین یک نمونه از ترک که در جوش این نوع ورق بوجود آمده در شکل 11 نشان داده شده. تا زمانی که کربن در  فولاد 1045 متوسط است و مقدار آن در حدود 0.45% است فولاد و برابر  ترکهای انجمادی حساس می باشد. ترک خوردگی های مرکزی یک نوع از ترک های انجمادی است  که معمولا در ترک های فولادهای آلیاژی و آلیاژهای آلومبنبوم اتفاق می افتد این گونه ترک های در بعضی جوشکاری های دو پرتویی و اغلب جوشکاری های تک پرتویی دیده می شود. در شکل 12 حساسیت به ترک خوردگی های مرکزی که بصورت نسبت طول انباشته شده بر طول جوشکاری تعریف شده بر حسب سرعت حرکت برای هر دو نوع پرتو رسم شده است برای حالت تک پرتو ترک خوردگی مرکز در محدوده زیادی از سرعت انجام می گیرید و این  در حالی است که برای  حالت دو پرتو این محدوده کوچک است. نتایج حاکی از این است که پرتوهای دوتایی احتمال ترک مرکزی کمتری نسبت به حالت مرسوم آن دارند.

سختی سطح در 5/1 میلیمتری زیر سطح جوشکاری تست شد که در شکل 13 نشان داده شده میانگین سختی در این محل برای لیزرهای دو پرتویی (HV) 590 و برای تگ پرتوی (HV) 640می باشد این امر باعث می شود که جوشهای ایجاد شده با لیزر دو پرتویی دارای چقرمگی بهتری نسبت به حالت تک پرتویی داشته باشند.

از اینرو که پرامترهای جوشگاری و مواد در دو نوع جوشکاری یکسان بوده تفاوت در حساسیت به ترک و سختی باید به تفاوت انتقال حرارت بین این دو حالت در حین جوشکاری بستگی داشته باشد.

در فرآیند جوشکاری با دو پرتو شکل سوراخ کلید باید در طول مسیر جوشکاری بزرگتر باشد که علت آن فاصله بین دو پرتویی می باشد. بنابراین جذب حرارت در اطراف حوضچه مذاب متغیر است و ممکن است باعث مقاومت مکانیکی در اطراف حوضچه مذاب و همچنین سرعت سرد کردن شود در لیزرهای دو پرتویی مقاومت مکانیکی ممکن است تا حدی کم شود که ابن باعث کم شدن حساسیت به ترک لیزر می شود. شیب درجه حرارت در تقاطعی هم سسطح بصورت خطی است تلفات انتقال حرارت در طول تقارن خطی می باشد.

در لیزرهای قدرت بالا نوسانات توده عموماً برناپایداری سوراخ کلید مربوط است که برای حالت های جوشکاری با پرتو الکترونی و پرتو لیزر بوسیله اشعه x رویت شده بود و در ا«ها ناپایداری و سوراخ کلید تاثیر عمیقی بر جریان بی شکل جرم مذاب گذارده بود. یک مبحث مفصل دربارۀ نوسانات توده جریان بی شکل جرم و ناپایداری سوراخ کلید در مرجع قابل یافت است.

بوسیله یک لیزر جوشکاری تک پرتو سطح قطعات کاری تا نقطه جوش برسیه یک لیزر قدرت بالا در زمان کوتاهی حرارت داده شد. ماده بخار شده تا یک سوراخ کلید در سطح ایجاد کند و سپس بخشهایی از بخار ماده و گاز محافظ بوسیله لیزر یونیزه شده و یک حوزه گرم با فشار بالا در سوراخ کلید تولید می کند. این توده به (توده بخار) یا (توده  ) معروف است وقتی سوراخ کلید کاملا باز شدتوده بخار می تواند از حوزه مذاب خارج شده و قسمتی از این بخار خارج شده می تواند در بالای منطقه جوش دیده شود بعد از آن عمدتا سوراخ کلید بعلت جریان نامنظم جرم بصورت ناپایدار در می آید.و در یک فرکانس مشخص سوراخ کلید منقبض شده و گهگاهی بسته و یا متلاشی می شود. هنگامی که سایز منطقه کاهش می یابد یا اینکه منقبض می شود خروج از سوراخ کلید محدود  بوده پس بنابراین توده بالایی قطعه کار موچک می شود در این حال فشار حوزه در سوراخ کلید بوسیله پرتو افکنی پرتو لیزر افزایش یافته. هنگامی که فشار توده به یک مقدار مناسب رسید توده از داخل سوراخ کلید خارج می شود. و بدین وسیله سایز توده افزایش می یابد. فوران حوزه باعث ایجاد یک گودال در منطقه جوش می شوددر جوشکاری آلومینیوم این وضعیت بدتر است.

زیرا هدایت حرارتی بالا باعث زمان انجماد کوتاه شده و این امر باعث شده که زمان پر کردن گودال وجود نداشته باشد که این می تواند علت عیوب که از قبیل سوراخهای  سطحی باشد. ترکهای داخلی (تخلخل) و لایه های بی شکل اغلب در جوشکاری آلومینیوم یافت می شوند. در نتیجه یکی از علل تصلی عیوب در جوشکاری های تک پرتویی می تواند فوران تودۀ بخار در نتیجه فوران مذاب باشد.

در لیزرهای دو پرتویی نیز نوسانات توده مشاهده شد اما تغییرات سایز که در شکل 15 نشان داده شده و در شرایط خاصی توده کاملا ثابت بوده و سایز آن کمی تغییر کرده پایداری توده بخار ممکن است باعث باز بودن دائم سوراخ کلید شده . توده بتواند بطور ممتد از سوراخ کلید خراج شود. یک سوراخ کلید پایدار و باز که کشیده بود به بخار فلز اجازه سرعت سرد کردن مواد مذاب کاهش یافته در نتیجه باعث ایجاد سختی کمتر می شود. یک آنالیز جزئی از انتقال حرارت و ضربه در جوش در حالت پرتوهای دو تایی در صفحه دیگری نشان داده شده آزمایشات جوشکاری نشان می دهد که می توان بوسیله جوشکاری دو پرتویی بهبود قابل توجهی در کیفیت جوشکاری ایجاد نمود قابل توجه است که بدانید چگونه اثر متقابل لیزر و مواد در جوشکاری دو پرتویی می تواند در بهبود کیفیت موثر باشد. اثر متقابل لیزر و مواد در حالت دو چرتوییکه فاصله بین آنها کم است با مطالعه رفتار پویاییی توده بخار با استفاده از یک دوربین سرعت بالا که در شکل 5 نشان داده شده است مورد تحقیق قرار گرفت.

تغییرات ارتفاع توده بخار بوسیله دوربین سرعت بالا در حالت تک پرتو در جوشکاری فولاد نمایان شد که نوع سیکل متغیر است در شکل 14 نشان داده شده است. در این حالت نسبت به زمان توده بخار به حداکثر ارتفاع رسیده  سپس کاهش ارتفاع آن کاهش می یابد. وقتی این کوچک شدن شدن به اندزاه کافی رسید یک سیکل دیگر با رشد کردن حوزه شروع می شود. گاهی اوقات نیز همانگونه که در شکل 14 نشان داده شده کاملا محو میشود در آزمایشات بر روی حالت تک پرتو، نوسانات این تغییرات بین 5/1 ~ 9/0 کیلوهرتز می باشد که میانگین آن 2/1 کیلومتر می باشد. این در حالی است که سرعت حرکت 25/1 متر بوده است.به عبارت دیگر دوره کاری برای هر نوسان توده در  رنج بین 1/1 الی 66/0 میلی ثانیه با میانگین 83/0 میلی ثانیه برای لیزر Co2 بوده است. هنگامی که سرعت جوشکاری افزایش می یابد از 25/1 به 62/7 متر در دقیقه می رسد در حالیکه قدرت بر روی 6 کیلو وات ثابت بماند  سوراخ کلید دارای عمق کمتری می باشد. ولی وقتی نوسانات توده ثابت نگهداشته شد تغییرات در ارتفاع حوزه کمتر صورت گرفته ولی عوارضی چون محو شدن کامل حوزه بطور طولانی تر مشاهده نشد. به عبارت دیگر توده پایداری بیشتری در حالت حرکت سریع که باعث تولید سوراخ کلید کم عمق تر می شود دارد و توده های پایدار شده دارای جوش قابل قول تر و عیوب کمتری هستند. میانگین نوسانات در سرعت 62/7 متر بردقیقه اغلب شبیه سرعت 25/1 متر در دقیقه 2/1  کیلو هرتز بود. فرکانس نوسانات توده، در جوشکاری لیزر ممکن است خواص مواد و طول موج به جای پارامترهای جوشکاری بستگی داشته باشد.می داد که بصورت ممتد خارج شده و فشار توده داخل سوراخ کلید در مقادیر پایین باقی بماند بنابراین فوران توده های بزرگ می تواند با سوراخ های باز و و پایدار متوقف شود.

فوران کوچک حوزه باعث ایجاد جوشی تقریبا صاف و  کم می شود که در شکل 9-6 نشان داده شده در  ابتدا توده در حالت جوش  دو پرتویی بزرگتر ظاهر شده و دارای حداکثر ارتفاعی کمتر از حالت تک پرتویی  بود زیرا در حالت دو پرتویی کلید سوراخ کلید رولی ایجاد شده که باز باقی مانده و مانع از پاشش می شود

 نوسانات فرکانس مربوط به حوزه بخار در لیزرهای تک و دو پرتویی تک و دو پرتو مربوط به جوشکاری لیزر در شکل 16 خلاصه شده است. میانگین نوسانات برای حالت دو پرتویی 4/1 کیلوهرتز که این مقدار کمی بیشتر از حالت تک پرتو (kH 2/1) بود. افزایش فرکانس نوسانات توده بخار به معنی مقدار کمتر پاشش توده در هر فوران است.

گر چه گهگاه دو تودۀ مذاب در سرعت های جوشکاری بالا (m/m 62/7) که در شکل 17 مشخص است ایجاد می شد این دو سوراخ کلید پیوند خورده که علت آن در سرعت بالا و یا در جریان نصب دو پرتو و یک حوزه زیر سرعت 62/7 می باشد. بعبارت  دیگر در سرعت های کمتر از 62/7  مکانیزم سوم اتفاق می افتد و در صورت بالا بودن سرعت به مکانیزم دوم تبدیل می شود. در صو.رتیکه فاصله بین دو پرتو و سرعت افزایش یابد یا اینکه قدرت لیزر کاهش یابد. عمدتا مکانیزم جوش به حالت دوم تبدیل شده نحوه انتخاب لیزرهای دو پرتویی در صنایع در مراجع 22 و 23 بحث شده است که در آن لیزرهای YAG می تواند بهترین کیفیت جوش آلومینیوم را ایجاد کند.

یک پرتو لیزر Co2  6 کیلو وات که به دو قدرت مساوی بوسیله یک آینه گوه ای تقسیم شده بعنوان یک لیزر جوشکاری با پرتوهای دوتایی جهت جوشکاری صفحات فولاد و آلومینیوم استفاده می شود. نتایج جوشکاری تحلیل شده و فرآیند جوش دو پرتویی بوسیله یک دوربین سرعت بالا بازرسی شده که برای فهم بهتر این عمل انجام شده است و نتایج زیر بدست آمده.

1)  کیفیت سطحی جوش با استفاده از لیزرهای جوشکاری دو پرتوی دو مورد فلزات و آلومینیوم افزایش یافته و حساسیت ترک های مرکزی در فولادها کاهش نیافته تخللخل لایه های بی شکل و پاشش در جوش آلومینیوم را با لیزر Co2 فراهم  می کند.

2)  با استفاده از دوربین سرعت بالا مشخص شد که در جوشکاری تک پرتویی توده بخار بالای قطعه کار که ناپایدار بوده و دارای نوسانات حجمی و ارتفاعی زیادی در جوشکاری فولادها می باشد میانگین نوسانات 2/1 کیلو هرتز بود ناپایداری توده باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل سطحی و لایه ای بی شکل و پاشش می شد.

3)